基于非接触式静电电压表校验研究

【摘要】 目前，在我国对于各种类型的非接触式的静电电压表，实际校验化环节中还没有比较统一的校验标准。在对电压表进行实际校验的环节中，在不同的校验方法下能够产生不同时测量结果，并且实际的校验结果差距较大。在本文中对影响非接触式静电电压表的校验影响因素进行分析，并提出比较合理的电压表校验方法。

【关键词】 非接触式 静电电压表 校验研究

前言：非接触式静电电压表主要通过静电感应原理、以及空气电离原理，对带电体的静电电位进行测量。其中静电感应是指，当测试探头接近带电体时，探头与被测带电体之间能够产生畸变电场，在测试仪表端能够产生电阻分压。该种表的测试结果比较准确，但是由于多种因素的限制，依然会存在很多误差，为此，在本文中将对这这些误差因素进行分析，并提出校验方法。

一、非接触式静电电压参数分析

直接感应式静电电压表是非接触式静电电压表的一种，在该电压表中，T为静电电压表测试感应板，CW为被测带电体与测试感应板之间的耦合电容，Rb和Cb分别为电压表的泄露电容、输入电容。在实际的电压测量中，被测带电体对地电压为U，那么T的对地电压为：

从以上公式分析中得出，由于电容随着板间距离的增加而减小，因此，对于同一一起来说，改变感应板与被测带电体之间的距离，就能够改变耦合电容。进而对实际的电压测试值产生直接影响。在被测物体电位保持不变的情况下，实际的测量值Ub会随着时间的变化，而发生指数规律的数值衰减。为了避免数值的衰减，并降低测量误差，需要使得Rb、Cb足够大，但是Cb增大，将会对测试中的灵敏度产生影响[1]。

二、非接触式静电电压表检验方法

2.1电压表连接

首先将标准电极板与高压源输出端相连，其中标准电极板需要采用刚度好，且电性能良好的金属材质。然后将待校验的静电电压表安置好，调整其探头，确保标准电极板与其探头之间的距离能够处于比较适合的位置，另外需要注意的是静电电压表需要接地。

在此时标准电极板与静电电压表探头，可以看成是两个平行电极板所组成的电容器。当高压源中出现输出电压时，两个平行板之间就会叉产生电场。电场中的电荷在电场力的作用下，聚集在极板上。在实际电压测量环节中，需要不断提升测量环节中准确度。可以采用分压的形式，将测量中的高压电输出连接至标准电压表中。

对标准电压表中的输出阻抗进行限定，其数值应该大于分压端的输出阻抗值的10/（Kf%）倍，其中Kf是分压器准确度等级[2]。

2.2电极板限定

2.3测量范围限定

不同类型的非接触式静电电压表的测量范围存在着差异定，如果使用者对表的测量范围不清晰，那么在实际测量中将会出现较大误差。同时不同测量范围的表与标准电极板和静电电压表探头之间距离有关。例如，在CH2290防爆型静电电压表中，当实际的测试距离为3厘米时，则电压表的测量范围需要限定在0-20KV，当测试距离大于3厘米时，其测试范围也应该增加。

当距离为8厘米时，测量范围在0-40KV，电压表中的读数应该在实际数值基础上乘以2倍。另外，在电压表校验环节中，需要注意防触电、防损坏等安全措施，避免电表虚接的现象。高压源应该尽量与带电体保持一定的距离，距离约为1米即可[3]。

三、结论

综上所述，在带电体电压测量环节中，影响测量准确性的因素有很多，不仅是测量距离与圆盘之间的直径问题，还与测量仪表口径的大小、电极形状等因素相关。目前，非接触式静电电压表的校验方法不统一，对影响电压表测量的因素分析，能够规范实际电压表的校验，对静电工程发展有一定的促进作用。

参 考 文 献

[1]杨彦.非接触式静电电压表校验方法研究[J].中国计量，2011，03：98-99.

[2]任春荣.非接触静电电位测量系统研究与设计[D].大连理工大学，2010.

[3]魏光辉，潘晓东，刘存礼.非接触式静电电压表校准方法[A].中国物理学会静电专业委员会.中国物理学会第十五届静电学术年会论文集[C].中国物理学会静电专业委员会：，2009：3.