基于非接觸式靜電電壓表校驗研究

陳冬冬

【摘要】 目前，在我國對于各種類型的非接觸式的靜電電壓表，實際校驗化環節中還沒有比較統一的校驗標準。在對電壓表進行實際校驗的環節中，在不同的校驗方法下能夠產生不同時測量結果，并且實際的校驗結果差距較大。在本文中對影響非接觸式靜電電壓表的校驗影響因素進行分析，并提出比較合理的電壓表校驗方法。

【關鍵詞】 非接觸式 靜電電壓表 校驗研究

前言：非接觸式靜電電壓表主要通過靜電感應原理、以及空氣電離原理，對帶電體的靜電電位進行測量。其中靜電感應是指，當測試探頭接近帶電體時，探頭與被測帶電體之間能夠產生畸變電場，在測試儀表端能夠產生電阻分壓。該種表的測試結果比較準確，但是由于多種因素的限制，依然會存在很多誤差，為此，在本文中將對這這些誤差因素進行分析，并提出校驗方法。

一、非接觸式靜電電壓參數分析

直接感應式靜電電壓表是非接觸式靜電電壓表的一種，在該電壓表中，T為靜電電壓表測試感應板，CW為被測帶電體與測試感應板之間的耦合電容，Rb和Cb分別為電壓表的泄露電容、輸入電容。在實際的電壓測量中，被測帶電體對地電壓為U，那么T的對地電壓為：

從以上公式分析中得出，由于電容隨著板間距離的增加而減小，因此，對于同一一起來說，改變感應板與被測帶電體之間的距離，就能夠改變耦合電容。進而對實際的電壓測試值產生直接影響。在被測物體電位保持不變的情況下，實際的測量值Ub會隨著時間的變化，而發生指數規律的數值衰減。為了避免數值的衰減，并降低測量誤差，需要使得Rb、Cb足夠大，但是Cb增大，將會對測試中的靈敏度產生影響[1]。

二、非接觸式靜電電壓表檢驗方法

2.1電壓表連接

首先將標準電極板與高壓源輸出端相連，其中標準電極板需要采用剛度好，且電性能良好的金屬材質。然后將待校驗的靜電電壓表安置好，調整其探頭，確保標準電極板與其探頭之間的距離能夠處于比較適合的位置，另外需要注意的是靜電電壓表需要接地。

在此時標準電極板與靜電電壓表探頭，可以看成是兩個平行電極板所組成的電容器。當高壓源中出現輸出電壓時，兩個平行板之間就會叉產生電場。電場中的電荷在電場力的作用下，聚集在極板上。在實際電壓測量環節中，需要不斷提升測量環節中準確度。可以采用分壓的形式，將測量中的高壓電輸出連接至標準電壓表中。

對標準電壓表中的輸出阻抗進行限定，其數值應該大于分壓端的輸出阻抗值的10/（Kf%）倍，其中Kf是分壓器準確度等級[2]。

2.2電極板限定

2.3測量范圍限定

不同類型的非接觸式靜電電壓表的測量范圍存在著差異定，如果使用者對表的測量范圍不清晰，那么在實際測量中將會出現較大誤差。同時不同測量范圍的表與標準電極板和靜電電壓表探頭之間距離有關。例如，在CH2290防爆型靜電電壓表中，當實際的測試距離為3厘米時，則電壓表的測量范圍需要限定在0-20KV，當測試距離大于3厘米時，其測試范圍也應該增加。

當距離為8厘米時，測量范圍在0-40KV，電壓表中的讀數應該在實際數值基礎上乘以2倍。另外，在電壓表校驗環節中，需要注意防觸電、防損壞等安全措施，避免電表虛接的現象。高壓源應該盡量與帶電體保持一定的距離，距離約為1米即可[3]。

三、結論

綜上所述，在帶電體電壓測量環節中，影響測量準確性的因素有很多，不僅是測量距離與圓盤之間的直徑問題，還與測量儀表口徑的大小、電極形狀等因素相關。目前，非接觸式靜電電壓表的校驗方法不統一，對影響電壓表測量的因素分析，能夠規范實際電壓表的校驗，對靜電工程發展有一定的促進作用。

參 考 文 獻

[1]楊彥.非接觸式靜電電壓表校驗方法研究[J].中國計量，2011，03：98-99.

[2]任春榮.非接觸靜電電位測量系統研究與設計[D].大連理工大學，2010.

[3]魏光輝，潘曉東，劉存禮.非接觸式靜電電壓表校準方法[A].中國物理學會靜電專業委員會.中國物理學會第十五屆靜電學術年會論文集[C].中國物理學會靜電專業委員會：，2009：3.