【正文】 處理環(huán)節(jié)的關(guān)鍵部分，其積分精度直接關(guān)系到傳感器輸出的準(zhǔn)確度。在有源濾波器中，低通有源濾波器是最常用的電子線路。為使元件測(cè)量精確，運(yùn)行可靠，必須對(duì)高次諧波進(jìn)行濾波。電力系統(tǒng)測(cè)量和保護(hù)控制常用的電流有基波、三次、五次等低次諧波。信息合并單元成為研究的重點(diǎn)。其中的濾波、積分、模數(shù)轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)的特性對(duì)信號(hào)產(chǎn)生主要的影響，對(duì)其的討論和分析應(yīng)是一個(gè)重點(diǎn)。這樣可以最大限度地保證信號(hào)本身的特性而不受后續(xù)環(huán)節(jié)的影響。因?yàn)樵诠ゎl（50Hz）下，交流電阻和直流電阻相差很小，故都可以用直流電阻表示，考慮到實(shí)驗(yàn)條件，所以對(duì)電阻的測(cè)量可以采用直流電阻的測(cè)量方法。要考慮到所用電阻的線性，選擇電阻為中值電阻（KΩ金屬電阻）測(cè)量。在一定的交流頻率下測(cè)得的電阻稱作交流電阻或有效電阻，這個(gè)值與直流電阻一般不同，主要是由于在交流下被測(cè)電阻元件要出現(xiàn)渦流，渦流產(chǎn)生集膚效應(yīng)而引起附加損耗使有效電阻增加所致，而且附加損耗隨頻率增大而增加。但目前試驗(yàn)室可能缺少數(shù)字阻抗儀設(shè)備，可以采用雙邊式變壓器電橋測(cè)量電容。這類測(cè)量?jī)x所用的交流電源電壓EN的波形也必須是正弦波，EN頻率與被測(cè)元件所用于的電路的頻率相近。傳統(tǒng)方法在測(cè)量精度和使用方便等方面不及后者。在工頻下實(shí)際上的分布電容、寄生電感等值很小，用交流測(cè)量C就是電容元件的固有值。一次側(cè)傳感單元采用阻電容分壓的形式，在電容分壓型電壓互感器的測(cè)量準(zhǔn)確度主要決定于分壓電容器，精密電阻，電容分壓器受對(duì)地雜散電容Cs和電容溫度系數(shù)α影響，所以高、低壓分壓電容選用α小、電容值穩(wěn)定的電容器（例如聚丙烯CBB）。除了所用介質(zhì)之外，電容器的結(jié)構(gòu)、工藝也會(huì)影響容量溫度特性。電容器根據(jù)介電常數(shù)ε隨溫度變化的情況分為兩類：與溫度有線性關(guān)系的介質(zhì)材料和與溫度呈強(qiáng)烈非線性關(guān)系的介質(zhì)材料（如II型陶瓷材料）。傳遞函數(shù)： () () 阻容分壓互感器的元件選擇及測(cè)量電容元件存在時(shí)漂、溫漂，其電容量與濕度、頻率也存在相應(yīng)的變化關(guān)系，所以在進(jìn)行了一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)后，需要對(duì)電容量進(jìn)行測(cè)定。 R A Zm 電壓傳感器等效電路圖 阻容分壓型電壓互感器原理接線阻容分壓型電壓互感器（RCVT）由阻容分壓器和電磁式變換器兩部分組成，采用一小阻值精密取樣電阻R與電容分壓器的低壓分壓電容C2并聯(lián)。內(nèi)置的過(guò)電壓吸收器A可以確保在高電壓電阻出現(xiàn)故障的極端情況下，輸出端也不會(huì)出現(xiàn)不允許的高電壓。一次繞組和二次繞組間的絕緣介質(zhì)厚度計(jì)算：絕緣介質(zhì)厚度=工頻試驗(yàn)電壓/介質(zhì)允許的平均電場(chǎng)強(qiáng)度。干式和澆注互感器以青殼紙板作為絕緣為好。 一、二次繞組間的絕緣計(jì)算 (1)接地電壓互感器 額定電壓10KV及以下電壓互感器，一次繞組接地端對(duì)二次繞組工頻試驗(yàn)電壓為2KV。繞組與主鐵軛間的絕緣僅靠二者間沿面距離即可滿足要求。如果也是多層排列導(dǎo)線，也應(yīng)有層間絕緣，兩層間電壓很低。按同樣方法確定保護(hù)繞組和剩余電壓繞組的導(dǎo)線。還應(yīng)計(jì)算短路電流密度，然而視短路電流密度及誤差的大小，反過(guò)來(lái)調(diào)整二次導(dǎo)線尺寸。根據(jù)最小二次導(dǎo)線計(jì)算截面S2選取標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線尺寸，標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線截面應(yīng)等于或大于最小二次導(dǎo)線計(jì)算截面。開始計(jì)算時(shí)短路電流和誤差都不知道，～3A/ Cm2選取最小導(dǎo)線截面。當(dāng)繞組直徑較小時(shí)，紙包絕緣可能開裂。樹脂澆注電壓互感器，一次繞組與旁鐵軛之間為樹脂層絕緣，那么 樹脂層最小厚度=一次繞組與旁鐵軛的工頻試驗(yàn)電壓/樹脂層允許的平均電場(chǎng)強(qiáng)度式中的樹脂層允許的平均電場(chǎng)強(qiáng)度也推薦選用4～5KV/mm。在絕緣設(shè)計(jì)中變壓器油允許的平均電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)不大于3KV/mm。如果一次繞組與主鐵軛之間是樹脂絕緣的樹脂澆注電壓互感器，那么樹脂層最小厚度=一次繞組與主鐵軛的工頻試驗(yàn)電壓/樹脂層允許的平均電場(chǎng)強(qiáng)度式中的樹脂層允許的平均電場(chǎng)強(qiáng)度推薦選用4～5KV/mm。 mm、 mm絕緣紙板板制做。為避免不合理的增加繞組幾何尺寸，也可增設(shè)軟角環(huán)或絕緣隔板，以增加其絕緣強(qiáng)度，或者所有的層間絕緣均用軟角環(huán)來(lái)代替，一次繞組與主鐵軛的距離將大大縮短。(5)一次繞組對(duì)主鐵軛的絕緣計(jì)算油浸式及干式電壓互感器的一次繞組與主鐵軛之間的絕緣多采用的結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證明，工頻試驗(yàn)電壓下沿絕緣材料表面允許的平均電場(chǎng)強(qiáng)度，在變壓器油中不大于600V/mm，在空氣中不大于300V/mm,那么，最小沿面距離=第一層與最后一層導(dǎo)線間工頻試驗(yàn)電壓/沿面允許的平均電場(chǎng)強(qiáng)度。(4)一次繞組高壓端對(duì)其低壓端的絕緣計(jì)算一次繞組第一層和最后一層（或靜電屏）之間的電壓很高，電場(chǎng)又很不均勻，容易發(fā)生端部沿面放電。一次繞組厚度=[（導(dǎo)線絕緣直徑導(dǎo)線層數(shù)）+（層間絕緣厚度導(dǎo)線層數(shù)）+靜電屏厚度+繞組外包厚度]脹包系數(shù) 式中的脹包系數(shù)與導(dǎo)線直徑、層間絕緣材料及層間絕緣包扎方法有關(guān)，～。高壓互感器中，常在靜電屏焊上φ3～φ6的金屬圓棒。銅箔或鋁箔兩端應(yīng)折疊一次，境加靜電屏端部電極的曲率。再計(jì)算實(shí)際層間平均電場(chǎng)強(qiáng)度。層間絕緣厚度值除以絕緣材料每層的厚度得出所需絕緣材料層數(shù)。一次繞組加靜電補(bǔ)償后,經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在工頻試驗(yàn)電壓下，油紙絕緣層間平均電場(chǎng)強(qiáng)度推薦選用6～,中壓互感器取較小值，高壓互感器取較大值；漆紙絕緣層間平均電場(chǎng)強(qiáng)度推薦選用3KV/mm，紙、聚脂薄膜、～4KV/mm。對(duì)于澆注互感器及干式互感器，線層高度應(yīng)盡可能小，樹脂或絕緣漆容易充滿繞組線層之間。每層導(dǎo)線高度= 導(dǎo)線絕緣直徑（每層匝數(shù)+1）脹包系數(shù) 。根據(jù)繞組匝間絕緣要求選用不同的紙層厚度。設(shè)計(jì)一次繞組應(yīng)進(jìn)行下列計(jì)算：① 線層高度計(jì)算一次繞組加靜電屏補(bǔ)償后，一般情況下，2型縮醛漆包線和QZ2型聚酯漆包線可以滿足各種電壓互感器一、二次繞組匝間絕緣的要求。 計(jì)算多層同心圓筒繞組尺寸，首先選定每層線匝數(shù)，再計(jì)算導(dǎo)線層數(shù)及層間絕緣，最后計(jì)算繞組軸向和徑向尺寸。為了增加繞組至主鐵軛的距離，一次繞組也可布置成截面為寶塔形狀。根據(jù)造型需要，一次繞組可以布置成軸向尺寸大于徑向尺寸，也可以使徑向尺寸大于軸向尺寸?；蛟诶@線過(guò)程線徑變細(xì)而影響產(chǎn)品性能。(2) 導(dǎo)線選擇 電壓互感器一次繞組采用漆包圓銅線，因額定負(fù)荷及極限輸出都很小，不能完全根據(jù)溫升限值選擇導(dǎo)尺寸。在選擇每匝電壓時(shí)，要特別注意使輸出側(cè)的二次繞組和三次繞組的匝數(shù)都接近整數(shù)匝，以減少匝數(shù)比的誤差。選擇et值還應(yīng)使二次繞組為整數(shù)匝，剩余電壓繞組、保護(hù)繞組和其它二次繞組亦應(yīng)盡量為整數(shù)匝，以減少因非整數(shù)匝所造成的誤差。在確定磁通密度已經(jīng)確定的情況下，et值愈大鐵心愈大，硅鋼片用量多，空載誤差大，et值愈小繞組匝數(shù)愈多，導(dǎo)線用量多，繞組阻抗壓降大，誤差大。 (1)單相雙柱鐵心 其重量計(jì)算如下： 鐵心柱重量：Gc=2HAC103 （） 鐵軛重量：Gy=2MOAy103+2HyAC103 () 鐵心重量：G= Gc+Gy , kg 式中硅鋼片比重，g/cm3 (2) 單相三柱鐵心 其重量計(jì)算如下： 鐵心柱重量：Gc=HAC103 () 鐵軛重量：Gy=(MB+H+2Hy)Ay103 () 鐵心重量：G= Gc+Gy , kg 式中硅鋼片比重，g/cm3 (3) 三相三柱鐵心 其重量計(jì)算如下： 鐵心柱重量： Gc=HAC103 () 鐵軛重量：Gy=2MOAy103+HyAC103 ()鐵心重量：G= 3Gc+2Gy , kg 式中硅鋼片比重，g/cm3 (4) 三相五柱鐵心 其重量計(jì)算如下： 鐵心柱重量：Gc=2HAC103 () 主鐵軛重量：Gy=2MOAy103 ()旁鐵軛重量：Gb=(2MOb+H+Hb)Ab103 () 鐵心重量：G= 3Gc+2Gy+2Gb () (1) 匝數(shù)確定首先需要選取合理的每匝電壓et。鐵心柱及鐵軛磁密的確定：對(duì)單相雙柱鐵心和三相三柱鐵心（忽略三相磁路不對(duì)稱的影響。 鐵芯尺寸確定根據(jù)繞組的高度、直徑，繞組到鐵心各部分的絕緣距離以及繞組之間的絕緣距離，來(lái)確定鐵心總的尺寸。如果AC、Ay與標(biāo)準(zhǔn)尺寸的截面積有差別，應(yīng)調(diào)整BC、By使二著截面積相同，但標(biāo)準(zhǔn)尺寸的截面積應(yīng)不小于AC、Ay。矩形卷鐵心，“c”型鐵心及疊片鐵心的鐵軛多為矩形截面，其有效截面為：鐵心片寬鐵心厚度疊片系數(shù)，鐵心片寬應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)尺寸。硅鋼片厚度一定時(shí)，疊片系數(shù)與鐵心疊片的波浪度，絕緣厚度與鐵心夾緊程度有關(guān)。〔第一級(jí)（厚度片寬）＋第二級(jí)（厚度片寬）＋第三級(jí)（厚度片寬級(jí)）＋第四級(jí)……〕疊片系數(shù)。計(jì)算出的片寬大多數(shù)不是標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)應(yīng)取與其數(shù)值相近的標(biāo)準(zhǔn)片寬，每級(jí)厚度也應(yīng)盡量取成整數(shù)。用積分方法計(jì)算出不同級(jí)數(shù)時(shí)，填充系數(shù)最大時(shí)的各級(jí)鐵心片寬。為了確定鐵心D必須選取合適的磁通密度BN與每匝電勢(shì)et。根據(jù)選定的磁通密度，初步計(jì)算電壓互感器鐵心直徑確定的原理和方法與變壓器相似。必須指出，三相鐵心不對(duì)稱，三相勵(lì)磁特性不相同，這對(duì)防止鐵磁諧振不利。④互感器具有良好的過(guò)勵(lì)磁特性，以盡量防止并聯(lián)鐵磁諧振發(fā)生。②系統(tǒng)出現(xiàn)工頻電壓升高時(shí)，互感器鐵心不應(yīng)過(guò)飽和。選取這種電壓互感器額定磁通密度時(shí)，需滿足以下四點(diǎn)要求。前一種過(guò)電壓是瞬時(shí)的，而后一種過(guò)電壓可持續(xù)數(shù)小時(shí)。這種電壓互感器選取額定磁通密度時(shí)應(yīng)不大于1T。③系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，互感器鐵心不應(yīng)過(guò)飽和。①測(cè)量用繞組在兩個(gè)極限電壓下空載誤差的差值不應(yīng)過(guò)大。(2)供中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)使用的單相接地電壓互感器，主要用于測(cè)量及單相接地?；ジ衅饕淮卫@組連接在相與地間，還要承受接地短路引起的工頻過(guò)電壓。②系統(tǒng)出現(xiàn)工頻電壓升高時(shí)，互感器鐵心不應(yīng)過(guò)飽和。此時(shí)如果鐵心過(guò)飽和，二次繞組感應(yīng)電勢(shì)中將含有較大的三次諧波分量，電壓波形失真。因此這兩種電壓互感器并不承受系統(tǒng)故障所引起的工頻電壓升高。選擇合適的額定磁通密度是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中必須首先解決的問(wèn)題之一，額定磁通密度與互感器誤差及過(guò)勵(lì)磁特性直接有關(guān)，其數(shù)值選取分析如下。3 電壓互感器設(shè)計(jì)計(jì)算電壓互感器計(jì)算依據(jù)是：（1） 額定一次電壓（2） 額定二次電壓（3） 剩余電壓繞組（如果有）額定電壓（4） 二次繞組準(zhǔn)確級(jí)及額定電壓，極限輸出（5） 剩余電壓繞組（如果有）準(zhǔn)確級(jí)及額定電壓（6） 額定頻率（7） 絕緣水平額定磁通密度是一個(gè)選擇性很強(qiáng)的基本設(shè)計(jì)參數(shù)。③ 油浸式電壓互感器，其絕緣主要由紙、紙板等材料構(gòu)成，并沒(méi)在絕緣油中。(8)按絕緣介質(zhì)分①干式電壓互感器，其絕緣主要由紙、纖維編織材料或薄膜繞包，經(jīng)浸漆干燥而成。(6)按裝置種類分①戶內(nèi)型電壓互感器②戶外型電壓互感器(7)桉結(jié)構(gòu)型式分①單級(jí)式電壓互感器，一、二次繞組在同一個(gè)鐵心柱上，絕緣不分級(jí)的電壓互感器。(5)按一次繞組對(duì)地狀態(tài)分①接地電壓互感器，在一次繞組的一端準(zhǔn)備直接接地的單相電壓互感器，一次繞組的星形聯(lián)結(jié)點(diǎn)（中性點(diǎn)）準(zhǔn)備直接接地的三相電壓互感器。②三繞組電壓互感器，有兩個(gè)分開的二次繞組的電壓互感器。故需要加入積分及相位補(bǔ)償處理使其原、副方的相位一致。 阻容分壓型電壓互感器RCVT傳感頭部分分壓比K與電容，電阻關(guān)系：RCVT的傳感頭高壓部分和CVT一樣由一定值的電容C1組成，而低壓端則由一低壓電容C2和精確電阻R并聯(lián)組成，對(duì)結(jié)點(diǎn)p利用KCL，電容元件的電流i與電壓u取關(guān)聯(lián)參考方向，因此得出一下的函數(shù)關(guān)系： （）化成傳遞函數(shù)形式： （）拉普拉斯變換后 （）若1/RC1+C2)，則du2與du1成正比，即，拉氏變換后。這種傳感頭的設(shè)計(jì)方案是對(duì)目前已生產(chǎn)的電容式電壓互感器（CVT）所進(jìn)行的局部改進(jìn)，設(shè)計(jì)選型要遵從CVT的構(gòu)架，不但可以繼承電容分壓器的原有優(yōu)點(diǎn)，而且降低了研發(fā)的成本。鑒于電容式分壓器存在著系統(tǒng)短路后，分壓電容的等效接地電容上積聚的電荷在重合閘時(shí)不能完全釋放，在系統(tǒng)工作電壓上疊加一個(gè)誤差分量，影響到測(cè)量結(jié)果的正確性以及繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作，且長(zhǎng)期工作時(shí)等效接地電容也會(huì)因溫度等因素的影響而變得不夠穩(wěn)定，所以，可以考慮對(duì)電容分壓的基本測(cè)量原理進(jìn)行了改進(jìn)：在等效接地電容上并聯(lián)一個(gè)小電阻R以消除上述影響，從而構(gòu)成新的阻容分壓式電壓互感器。電容分壓式電壓傳感器：電容分壓器是CVT的主要組成部分，多年的實(shí)際應(yīng)用表明該種分壓電路的分壓比穩(wěn)定，無(wú)論從技術(shù)上還是從工藝上都是成熟和可靠的，但這種結(jié)構(gòu)的電壓傳感器存在一個(gè)重大缺陷，故障狀態(tài)下的暫態(tài)響應(yīng)過(guò)程問(wèn)題。電阻分壓式電壓傳感器與電磁式電壓互感器相比，其無(wú)飽和、良好的線性、符合各種外形設(shè)計(jì)要求、重量輕、不會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振現(xiàn)象及只用一個(gè)分壓器就能滿足所有測(cè)量和保護(hù)的要求等優(yōu)點(diǎn)使其得到重視。通過(guò)增加高壓屏蔽罩和低壓屏蔽罩，可以有效抑制雜散電容對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，%以下。%的準(zhǔn)確度。電阻式電壓傳感器的準(zhǔn)確度取決于電阻的準(zhǔn)確度，或更準(zhǔn)確地說(shuō)，取決于分壓比的準(zhǔn)確度，其轉(zhuǎn)換誤差主要源自電阻溫度系數(shù)、電阻電壓系數(shù)、電阻器因電壓、溫度引起的漂移、雜散電容及相鄰相線之間的串?dāng)_影響。