本实用新型涉及电容电压系数测量领域，特别指一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置。
背景技术：
压缩气体高压电容器以其体积小、损耗小、结构简单、电压系数小，较电压互感器更容易做到更高的电压等级。伴随着电网电压等级的提高，压缩气体高压电容器逐步改进，在1928年schering和vieweg提出的同轴圆柱电极结构电容器成为主流的高压标准电容器。
由于受金属电极线膨胀系数、结构的非弹性变形等影响，同轴圆柱电极结构压缩气体高压电容器作为计量标准，特别是准确度高于0.03％时，需要考虑环境温度、运输等因素的影响，通常的做法是在低压下校准、高压下使用。因此电压系数是保证电容器准确度的一个重要属性，其定义为：任一电压下的电容量与零电压下的电容量之差与零电压下的电容量之比。
同轴圆柱电极结构电容器的低压电极只有一端是固定的，生产同轴圆柱电极结构电容器时并不能保证低压电极与电容器处于完全同轴，由于非完全同轴，低压电极在电场力的作用下会产生位移，进而使得同轴圆柱电极结构电容器的容量发生改变，且容量改变的量与所受的电场力大小有关，即与电容施加的电压有关。但是高压标准电容器属于高压精密电容器，电压系数为10-5量级，难以对其进行准确的测量。
ptb的h.-g.latzel在《voltage-inducedcapacitancevariationinhigh-voltagecompressedgascapacitorduetoelectodeflecibility》专著中，综述了已有的研究成果，并以参数计算为理论基础，结合直接比较法，推导出了一种在高压下实际测量高压电容器电压系数的方法，即倾斜测量法(这里不再对倾斜测量法进行详细的推导与阐述，可参考文献:[1]h.-g.latzelandd.kind.keneticmethodforevaluatingthevoltagedependanceofcompressedgascapacitors[j].proc.6thint.symposiumonhighvoltageengineering,neworleans,1989.47:06.[2]hans-georglatzel.voltage-inducedcapacitancevariationinhigh-voltagecompressedgascapacitorsduetoelectrodeflexibility.ptb-e-40,braunschweig,aug.1990.[3]王乐仁.电容式工频高压比例标准器的原理与应用(一)[j].高电压技术，2002，28(4):23-25.[4]张煌辉,张钟华,邵海明,等.压缩气体高压电容器电压系数测量方法[j].仪器仪表学报,2015,36(3):530-536.)。
基于倾斜法测量高压标准电容器电压系数的方法是一种绝对测量方法，即通过倾斜测量法得到电容电压系数在讨论的准确度等级上与参考电容的电压系数无关，为同轴圆柱结构高压标准电容电压系数的校准提供了一种可靠的方案。但是，关于倾斜法实验条件较为复杂，普通高压实验室较难通过该方法实现高压标准电容器电压系数的测量。主要原因有：(1)倾斜法测量高压标准电容器电压系数实验中，关键点之一是通过实验的方法测量出高压标准电容器低压电极的初始偏心位置。从理论上分析，当被测电容倾斜一定角度后，电容量与旋转角度成正弦函数关系，电容量出现最大值和最小值时的连线方向即为偏心方向。但是，实际实验中，电容旋转带来的电容量的改变量往往很小。因此，需要严格控制实验中影响电容容量和损耗的影响因子，如实验这段时间中，温湿度的影响；测量系统自身重复性的影响，包括高压电容电桥、高压源、参考高压标准电容等的重复性；高压引线位置及接线方式的影响；同轴线缆引出位置屏蔽的影响等，否则，容易出现测量“噪音”掩盖了电容旋转带来的容量的变化量的现象，无法准确测量出电容的初始偏心方向。(2)倾斜法测量高压标准电容器电压系数的关键步骤是测量电容倾斜系数和在不同倾斜角度下电容量随电压的变化。电容器倾斜系数(相对电压系数一说)，是指电容在加载相同电压下，沿电容初始偏心方向，倾斜不同角度引起的容量的相对变化。因此，实验时，需要被测电容在倾斜不同的角度，且在不同角度下施加高压至被测电容的额定电压。在这两个实验过程中，同样的，需要严格控制实验中影响电容容量和损耗的影响因子，避免测量“噪音”带来较大的测量误差，甚至掩盖电容倾斜、倾斜下加不同电压带来的电容量的变化量。而高电压等级的高压标准电容器一般体积、重量较大，一般情况下，不容易进行电容的旋转和倾斜，更何况是在施加高电压下时，带电旋转和带电倾斜。
因此，如何提供一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，如何利用该测量装置实现被测电容在施加高压的同时完成电容旋转、倾斜等动作，从而测量同轴结构压缩气体高压标准电容器的电压系数，成为一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题，提供一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，实现对高压标准电容器的电压系数进行准确测量。
本实用新型是这样实现的：一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，包括一高压电容电桥、一待测同轴结构压缩气体高压标准电容器、一参考高压标准电容器以及一高压电源，还包括一倾斜旋转平台；所述倾斜旋转平台包括一底架、一倾斜托架、一托架支撑、一旋转组件、复数个螺栓、一第一电机、一第二电机以及一控制柜；
所述托架支撑以及第一电机固设于底架上端；所述倾斜托架分别与托架支撑以及第一电机的输出端旋转连接，所述倾斜托架通过第一电机进行倾斜；所述倾斜托架的中部设有一通孔；所述旋转组件设于倾斜托架的中部；所述第二电机设于所述倾斜托架的下方；所述旋转组件与第二电机的输出端通过通孔进行啮合，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器通过螺栓固定于旋转组件上，所述第二电机驱动旋转组件转动进而带动待测同轴结构压缩气体高压标准电容器进行旋转；所述第一电机与第二电机均分别与控制柜连接，通过所述控制柜控制第一电机与第二电机进行转动；所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器以及参考高压标准电容器的低压端均分别与高压电容电桥连接，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器以及参考高压标准电容器的高压端均分别与高压电源连接。
进一步地，所述旋转组件包括一外齿圈以及一内齿圈；所述外齿圈分别与内齿圈以及第二电机的输出端啮合，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器通过螺栓固定于内齿圈上。
进一步地，所述内齿圈的中部设有一出线孔，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器通过出线孔以及通孔与高压电容电桥连接。
进一步地，所述出线孔的下方设有一用于屏蔽干扰的环形屏蔽圈，所述环形屏蔽圈接地。
进一步地，所述外齿圈的外围设有一用于测量旋转角度的角度环，所述角度环固设于倾斜托架上。
进一步地，所述底架的下方设有至少六个可调整高度的支撑件。
进一步地，所述第一电机为倾斜电机，且倾斜角度的范围为-45°至45°；所述第二电机为旋转电机，且旋转角度的范围为0°至360°。
进一步地，所述倾斜托架的两端向上各设有一三角形的延伸部，所述倾斜托架通过延伸部分别与托架支撑以及第一电机的输出端旋转连接。
进一步地，所述控制柜包括一处理器、一用于显示倾斜角度的第一显示屏、一用于显示旋转角度的第二显示屏、一第一蓝牙模块、一遥控器以及一控制面板；所述第一显示屏、第二显示屏、第一蓝牙模块、遥控器、控制面板、第一电机以及第二电机均分别与处理器连接；所述遥控器包括一第二蓝牙模块；所述遥控器通过第一蓝牙模块以及第二蓝牙模块与处理器进行通信。
进一步地，所述处理器的型号为arm的stm32。
本实用新型的优点在于：
1、通过设置所述倾斜托架、托架支撑、旋转组件、螺栓、第一电机以及第二电机，实现待测同轴结构压缩气体高压标准电容器沿轴向旋转以及进行倾斜，进而实现利用倾斜法对待测同轴结构压缩气体高压标准电容器的电压系数进行准确测量。
2、通过设置所述环形屏蔽圈并接地，屏蔽了干扰，提高了测试精度。
3、通过设置所述角度环，便于验证所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器的旋转角度。
4、通过在所述底架的下方设有至少六个可调整高度的支撑件，用于调节所述底架的水平度，降低了对实验场地地面水平程度的要求。
5、通过设置所述第一电机的倾斜角度的范围为-45°至45°，满足倾斜法测量时需要倾斜的角度，同时避免倾斜角度过大导致高压电源击穿电容与地面之间的空气，产生安全隐患。
6、通过所述遥控器控制第一电机以及第二电机转动，可实现待测同轴结构压缩气体高压标准电容器在带电情况下旋转或倾斜，方便通过倾斜法测量电容电压系数的同时，保障了实验人员、设备安全，更重要的是缩短了测量时间，降低了测量“噪音”，为基于倾斜法测量同轴结构压缩气体高压标准电容器电压系数的实现提供了重要的支撑和保障。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置的结构示意图。
图2是本实用新型旋转平台的结构示意图。
图3是本实用新型旋转平台的正视图。
图4是本实用新型倾斜托架的结构示意图。
图5是本实用新型控制柜的电路原理框图。
标记说明：
100-一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，1-倾斜旋转平台，2-高压电容电桥，3-待测同轴结构压缩气体高压标准电容器，4-参考高压标准电容器，5-高压电源，11-底架，12-倾斜托架，13-托架支撑，14-旋转组件，15-第一电机，16-第二电机，17-控制柜，111-支撑件，121-通孔,122-延伸部，141-环形屏蔽圈，142-角度环,171-处理器,172-第一显示屏,173-第二显示屏，174-第一蓝牙模块，175-遥控器，176-控制面板，1751-第二蓝牙模块。
具体实施方式
请参照图1至图5所示，本实用新型一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置100的较佳实施例，包括一高压电容电桥2、一待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3、一参考高压标准电容器4以及一高压电源5，还包括一倾斜旋转平台1；所述倾斜旋转平台1包括一底架11、一倾斜托架12、一托架支撑13、一旋转组件14、复数个螺栓(未图示)、一第一电机15、一第二电机16以及一控制柜17；通过设置所述倾斜托架12、托架支撑13、旋转组件14、螺栓、第一电机15以及第二电机16，实现待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3沿轴向旋转以及进行倾斜，进而实现利用倾斜法对待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3的电压系数进行测量。所述高压电容电桥2的型号为kmsb-30t。所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3以及参考高压标准电容器4均为schering和vieweg提出的同轴圆柱电极结构电容器。所述高压电容电桥2可测量出待测同轴结构压缩气体高压标准电容器2和参考高压标准电容器4的电容量比。
所述托架支撑13以及第一电机15固设于底架11上端；所述倾斜托架12分别与托架支撑13以及第一电机15的输出端旋转连接，所述倾斜托架12通过第一电机15进行倾斜；所述倾斜托架12的中部设有一通孔121；所述旋转组件14设于倾斜托架12的中部；所述第二电机16设于所述倾斜托架12的下方；所述旋转组件14与第二电机16的输出端通过通孔121进行啮合，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3通过螺栓固定于旋转组件14上，所述第二电机16驱动旋转组件14转动进而带动待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3进行旋转；所述第一电机15与第二电机16均分别与控制柜17连接，通过所述控制柜17控制第一电机15与第二电机16进行转动；所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3以及参考高压标准电容器4的低压端均分别与高压电容电桥2连接，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3以及参考高压标准电容器4的高压端均分别与高压电源5连接。
所述旋转组件14包括一外齿圈(未图示)以及一内齿圈(未图示)；所述外齿圈分别与内齿圈以及第二电机16的输出端啮合，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3通过螺栓固定于内齿圈上。所述第二电机16依次通过外齿圈以及内齿圈驱动待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3沿轴向旋转。
所述内齿圈的中部设有一出线孔(未图示)，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3通过出线孔以及通孔121与高压电容电桥2连接。
所述出线孔121的下方设有一用于屏蔽干扰的环形屏蔽圈141，所述环形屏蔽圈141接地。通过设置所述环形屏蔽圈141并接地，屏蔽了干扰，提高了测试精度。
所述外齿圈的外围设有一用于测量旋转角度的角度环142，所述角度环142固设于倾斜托架12上。通过设置所述角度环142，便于验证所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3的旋转角度。
所述底架11的下方设有至少六个可调整高度的支撑件111。通过在所述底架11的下方设有至少六个可调整高度的支撑件111，用于调节所述底架11的水平度，降低了对实验场地地面水平程度的要求。
所述第一电机15为倾斜电机，且倾斜角度的范围为-45°至45°。通过设置所述第一电机15的倾斜角度的范围为-45°至45°，避免倾斜角度过大导致高压电源击穿电容与地面之间的空气，产生安全隐患。所述倾斜电机15用于控制所述倾斜托架12进行倾斜，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的倾斜电机即可，并不限于何种型号，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的。所述第二电机16为旋转电机，且旋转角度的范围为0°至360°。所述旋转电机16用于控制所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3进行旋转，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的倾斜电机即可，并不限于何种型号，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的。
所述第一电机15以及第二电机16均为步进电机，通过测量步进电机旋转设定的角度时，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器旋转或倾斜的角度，即可计算出所述第一电机15以及第二电机16旋转单位角度，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器旋转或倾斜的角度，进而对所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器进行精确的旋转和倾斜。
所述倾斜托架12的两端向上各设有一三角形的延伸部122，所述倾斜托架12通过延伸部122分别与托架支撑13以及第一电机15的输出端旋转连接。通过将所述倾斜托架12的延伸部122设为三角形，在满足所述倾斜托架12的强度以及刚度的需求下节约了材料，减轻了所述倾斜托架12的重量，进而减轻了所述第一电机15的负载。
所述控制柜17包括一处理器171、一用于显示倾斜角度的第一显示屏172、一用于显示旋转角度的第二显示屏173、一第一蓝牙模块174、一遥控器175以及一控制面板176；所述第一显示屏172、第二显示屏173、第一蓝牙模块174、遥控器175、控制面板176、第一电机15以及第二电机16均分别与处理器171连接；所述遥控器175包括一第二蓝牙模块1751；所述遥控器175通过第一蓝牙模块174以及第二蓝牙模块1751与处理器171进行通信；所述处理器171的型号为arm的stm32。所述第一显示屏172以及第二显示屏173分别用于显示待测电容的倾斜角度和旋转角度，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的显示屏即可，并不限于何种型号，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的。所述控制面板176用于控制所述第一电机15以及第二电机16的旋转角度，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的控制面板即可，并不限于何种型号，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的。所述遥控器175上设有六个功能依次为开机、关机、第一电机15顺时针旋转、第一电机15逆时针旋转、第二电机16顺时针旋转、第二电机16逆时针旋转的按键(未图示)。
通过所述遥控器控制第一电机以及第二电机转动，可实现待测同轴结构压缩气体高压标准电容器在带电情况下旋转或倾斜，方便通过倾斜法测量电容电压系数的同时，保障了实验人员、设备安全，更重要的是缩短了测量时间，降低了测量“噪音”，为基于倾斜法测量同轴结构压缩气体高压标准电容器电压系数的实现提供了重要的支撑和保障。
所述处理器171的型号为arm的stm32。
本实用新型工作原理：
步骤s1、通过所述控制面板176控制第一电机15旋转带动待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3倾斜
步骤s2、通过所述高压电源5对待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3施加固定的电压，通过所述控制面板176控制待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3自转至初始偏心方向，通过所述控制面板176控制待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3在固定电压下倾斜不同角度，并通过所述高压电容电桥2对倾斜不同角度引起的电容容量的相对变化进行测量，完成所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3的倾斜系数的测量；
步骤s3、通过所述控制面板176控制待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3倾斜
步骤s4、通过倾斜法测量待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3电压系数的数据，分析计算得到待测同轴结构压缩气体高压标准电容器3在倾斜角度为0°下的电压系数。
综上所述，本实用新型的优点在于：
1、通过设置所述倾斜托架、托架支撑、旋转组件、螺栓、第一电机以及第二电机，实现待测同轴结构压缩气体高压标准电容器沿轴向旋转以及进行倾斜，进而实现利用倾斜法对待测同轴结构压缩气体高压标准电容器的电压系数进行准确测量。
2、通过设置所述环形屏蔽圈并接地，屏蔽了干扰，提高了测试精度。
3、通过设置所述角度环，便于验证所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器的旋转角度。
4、通过在所述底架的下方设有至少六个可调整高度的支撑件，用于调节所述底架的水平度，降低了对实验场地地面水平程度的要求。
5、通过设置所述第一电机的倾斜角度的范围为-45°至45°，满足倾斜法测量时需要倾斜的角度，同时避免倾斜角度过大导致高压电源击穿电容与地面之间的空气，产生安全隐患。
6、通过所述遥控器控制第一电机以及第二电机转动，可实现待测同轴结构压缩气体高压标准电容器在带电情况下旋转或倾斜，方便通过倾斜法测量电容电压系数的同时，保障了实验人员、设备安全，更重要的是缩短了测量时间，降低了测量“噪音”，为基于倾斜法测量同轴结构压缩气体高压标准电容器电压系数的实现提供了重要的支撑和保障。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。