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變頻介損測試儀技術(shù)指導

點(diǎn)擊次數：2889 更新時(shí)間：2016-08-07

變頻介損測試儀技術(shù)指導

一、概述

介損測試儀，是發(fā)電廠(chǎng)、變電站等現場(chǎng)全自動(dòng)測量各種高壓電力設備介損正切值及電容量的高精度儀器。由于采用了變頻技術(shù)能保證在強電場(chǎng)干擾下準確測量。儀器采用中文菜單操作，微機自動(dòng)完成全過(guò)程的測量。

該儀器同樣適用于車(chē)間、試驗室、科研單位測量高壓電器設備的tgδ及電容量；對絕緣油的損耗測試、更具有方便、簡(jiǎn)單、準確等優(yōu)點(diǎn)。

該儀器可用正、反接線(xiàn)方法測量不接地或直接地的高壓電器設備，同時(shí)可以測量電容式電壓互感器的tgδ及主電容C1、C2電容量。

儀器內部裝備了高壓升壓變壓器，并采取了過(guò)零合閘、防雷擊等安全保護措施。試驗過(guò)程中輸出0.5KV～10kV不同等級的高壓，操作簡(jiǎn)單、安全。

本儀器設有以下保護功能：

·高壓短路保護

·CVT過(guò)壓保護

·儀器接地不好保護

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二、工作原理

在交流電壓作用下，電介質(zhì)要消耗部分電能，這部分電能將轉變?yōu)闊崮墚a(chǎn)生損耗。這種能量損耗叫做電介質(zhì)的損耗。當電介質(zhì)上施加交流電壓時(shí)，電介質(zhì)中的電壓和電流間存在相角差Ψ，Ψ的余角δ稱(chēng)為介質(zhì)損耗角，δ的正切tgδ稱(chēng)為介質(zhì)損耗角正切。tgδ值是用來(lái)衡量電介質(zhì)損耗的參數。儀器測量線(xiàn)路包括一標準回路（Cn）和一被試回路（Cx），如圖1所示。標準回路由內置高穩定度標準電容器與測量線(xiàn)路組成，被試回路由被試品和測量線(xiàn)路組成。測量線(xiàn)路由取樣電阻與前置放大器和A／D轉換器組成。通過(guò)測量電路分別測得標準回路電流與被試回路電流幅值及其相位等，再由單片機運用數字化實(shí)時(shí)采集方法，通過(guò)矢量運算便可得出試品的電容值和介質(zhì)損耗正切值。

儀器內部已經(jīng)采用了抗干擾措施，保證在外電場(chǎng)干擾下準確測量。

儀器結構

測量電路：傅立葉變換、復數運算等全部計算和量程切換、變頻電源控制等。

控制面板：打印機、鍵盤(pán)、顯示和通訊中轉。

變頻電源：采用SPWM開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生大功率正弦波穩壓輸出。

升壓變壓器：將變頻電源輸出升壓到測量電壓，大無(wú)功輸出2KVA/1分鐘。

標準電容器：內Cn，測量基準。

Cn電流檢測：用于檢測內標準電容器電流，10μA～1A。輸入電阻<2Ω。

Cx正接線(xiàn)電流檢測：只用于正接線(xiàn)測量，10μA～1A。輸入電阻<2Ω。

Cx反接線(xiàn)電流檢測：只用于反接線(xiàn)測量，10μA～1A。輸入電阻<2Ω。

反接線(xiàn)數字隔離通訊：采用精密MPPM數字調制解調器，將反接線(xiàn)電流信號送到低壓側。隔離電壓20KV。

工作原理

啟動(dòng)測量后高壓設定值送到變頻電源，變頻電源用PID算法將輸出緩速調整到設定值，測量電路將實(shí)測高壓送到變頻電源，微調低壓，實(shí)現準確高壓輸出。根據正/反接線(xiàn)設置，測量電路根據試驗電流自動(dòng)選擇輸入并切換量程，測量電路采用傅立葉變換濾掉干擾，分離出信號基波，對標準電流和試品電流進(jìn)行矢量運算，幅值計算電容量，角差計算tgδ。反復進(jìn)行多次測量，經(jīng)過(guò)排序選擇一個(gè)中間結果。測量結束，測量電路發(fā)出降壓指令變頻電源緩速降壓到0。

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三、主要技術(shù)參數

1、高壓輸出： 0.5 ～10kV，

每一檔增加500V，共有二十檔，容量：1500VA

2、準確度： tgδ: ±(讀數*1.5%+0.06%)

Cx: ±(讀數*1.5%+5PF)

3、分辨率： tgδ：0.01％ Cx：1pF

4、測量范圍： 0.01% ＜ tgδ ＜ 100%

內施高壓：3pF～60000pF/10kV 60pF～1µF/0.5kV

外施高壓：3pF～1.5µF/10kV 60pF～30µF/0.5kV

電源： AC 220V士10％ 50士1Hz

測量方式：

a.工頻：50Hz

b.異頻：45Hz/55Hz 自動(dòng)變頻

7、諧波適應： ≤3％

8、使用條件： -15℃－50℃ 相對濕度＜80%

9、外型尺寸： 460（L）×345（W）×345（H）

10、重量： 35 kg

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四、儀器面板

1、控制面板圖（圖 2）及高壓背板圖（圖3）

圖2

CX試品輸入：正接線(xiàn)時(shí)輸入試品電流，正接線(xiàn)時(shí)芯線(xiàn)（紅夾子）接試品低壓信號端，如果試品低壓端有屏蔽極可接屏蔽線(xiàn)（黑夾子），無(wú)屏蔽時(shí)，可懸空。

反接線(xiàn)時(shí)，CX試品輸入線(xiàn)不接或懸空。

測量接地：它同外殼連在一起，在正、反兩種測量過(guò)程中，儀器都應可靠獨立接地。應仔細檢查接地導體不能有油漆或銹蝕，否則應將接地導體刮干凈，并保證零電阻接地。接地不良可能引起誤差或數據波動(dòng)，嚴重時(shí)，呈帶高壓開(kāi)路可能引起危險。

內高壓允許：打開(kāi)此開(kāi)關(guān)，儀器有高壓輸出。關(guān)閉此開(kāi)關(guān)儀器內部無(wú)高壓產(chǎn)生，亦無(wú)高壓輸出。

總電源開(kāi)關(guān)：打開(kāi)該開(kāi)關(guān)，屏幕顯示測量?jì)热荨?/span>

按鍵盤(pán)：“ESC”、“ENT”、

“ESC”：對光標所在處的內容否認時(shí)，或者已完成該內容。

“ENT”：對光標所在處的內容認同時(shí)，可按此鍵加以確認，并將光標移至它處。

：改變數值或改變正、反接線(xiàn)，異頻、工頻等內容。

屏幕顯示：顯示菜單、測量信息、測量結果。應避免長(cháng)時(shí)間陽(yáng)光爆曬。

亮度調節：調節屏幕對比度。

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五、操作說(shuō)明

以測量電力變壓器，高壓繞阻對低壓繞阻及外殼的介損為例。該測量應采用反

接法測量，(接線(xiàn)圖見(jiàn)反接法)，檢查儀器與電力變壓器連接正確后，選用異頻、

10KV電壓測量，進(jìn)行以下操作。

打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)，儀器屏幕顯示如下圖4所示

按“ENT”鍵，光標進(jìn)入“測量方式 □ 工頻” ，按鍵,則調整為“測量方式□異頻” ，按“ESC”鍵，光標移至*，再按鍵，將光標移至下一排“聯(lián)接方式”前，見(jiàn)圖5所示。

按“ENT”鍵，光標進(jìn)入“聯(lián)接方式 □ 正接” ，按鍵，則調整為“聯(lián)接方式□ 反接” ，按“ESC”鍵，光標移至*，再按鍵，將光標移至下一排“測量電壓”前，見(jiàn)圖6所示。

按“ENT”鍵，光標進(jìn)入“測量電壓□0.5KV” ，按鍵，則可從0.5,1.0,1.5,2.0,2.5……9.5～10KV間調整電壓。按“ESC”鍵，光標移至*，再按鍵，將光標移至下一排“□開(kāi)始測量”前，見(jiàn)圖7所示。

打開(kāi)“內高壓允許”開(kāi)關(guān)，按“ENT”鍵，儀器開(kāi)始產(chǎn)生高壓輸出，同時(shí)伴有“嘟”的提示音，此時(shí)，屏幕顯示“ 正在測量中請等待 ” ，如圖8所示。

在經(jīng)過(guò)約40秒后，測量結束，高壓自動(dòng)切斷，屏幕顯示測量結果，如圖9所示,

如需打印結果,按“ENT”鍵即可打印。打印結果見(jiàn)圖10所示。

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六、試驗接線(xiàn)

根據被試設備接地情況正確選擇正、反接法；

1、正接法：

當被試設備的低壓測量端或二次端對地絕緣時(shí)，采用該方法。

將紅色高壓電纜從儀器后側的HVx端上引出，高壓屏蔽線(xiàn)（黑夾子）接被試設備高壓端，高壓芯線(xiàn)（紅夾子）懸空；

將黑色低壓電纜從儀器面板上的Cx端引出，低壓芯線(xiàn)（紅夾子）接被試設備低壓端L（見(jiàn)圖11）；低壓屏蔽線(xiàn)（黑夾子）接被試設備屏蔽端E。（試品無(wú)屏蔽端則懸空）

HVx及Cx的芯線(xiàn)與屏蔽線(xiàn)之間嚴禁短接，否則無(wú)法取樣，無(wú)法測量；

2、反接法：

當被試設備的低壓測量端或二次端對地無(wú)法絕緣，直接接地時(shí)，采用該方法。

將紅色高壓電纜從儀器后側的HVx端上引出，高壓芯線(xiàn)（紅夾子）接被試設備高壓端，高壓屏蔽線(xiàn)（黑夾子）懸空；低壓端接地(見(jiàn)圖12)；此時(shí)的低壓CX輸入線(xiàn)不接；

注意HVx的芯線(xiàn)與屏蔽線(xiàn)嚴禁短接，否則無(wú)取樣，無(wú)法測量；

3、外接高壓測試

當使用正接法、外標準電容、外高壓時(shí)，采用該方法。

高電壓介損選“外Cn”方式，需將外接電容參數置入儀器

①打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)（注：內高壓開(kāi)關(guān)不要打開(kāi)，不要接高壓線(xiàn)）

②按“ENT”鍵，光標進(jìn)入“聯(lián)接方式正接”，按鍵，則調整為“聯(lián)接方式 □ 外Cn”，按“ESC”鍵退出，再按“ □開(kāi)始測量 ”，出現如下界面：

Cn采用科學(xué)計數法，如5.000e1=5.000x10 1 =50.00，1.000e2=1.000x10 2 =100.0等,范圍 0.000e0～9.999e5 (即 0～999900pF)。tgδ 設置范圍 0～9.999%。

按鍵可以修改數值。

③設置完畢后按“ESC”鍵，然后再按“ESC”鍵，開(kāi)始測量，顯示結果出來(lái)后，若需打印結果，按“ENT”鍵。

4、CVT 自激法測量（母線(xiàn)不接地）

原理接線(xiàn)圖:

實(shí)際接線(xiàn)圖

（1）測C2：接線(xiàn)見(jiàn)圖13

A：接線(xiàn)盒內末端對地打開(kāi)，二次接線(xiàn)全部懸空，注意做好記錄，做完測試后還原。

B：開(kāi)介損儀總電源和內部高壓允許開(kāi)關(guān)。

C：將光標移至“聯(lián)接方式”按“ENT”鍵。按鍵，選為“CV”。按“ESC”鍵。

D：將光標移至“測量電壓”選為1KV，按“ESC”鍵；將光標移至“開(kāi)始測量”處，按“ENT”鍵，開(kāi)始測量等待顯示結果。顯示結果出來(lái)后，若需打印結果，按“ENT”鍵。

（2）測C1：接線(xiàn)見(jiàn)圖14，基本操作同測C2。

（3）注意：只有在CVT測試模式下測C1、C2；在正接或反接法下會(huì )損壞CVT??！

注：N點(diǎn)為電容C2的尾端，測量時(shí)N點(diǎn)需與其他連接部件斷開(kāi)。

應注意高壓線(xiàn)應懸空不能接觸地面，否則其對地附加介損會(huì )引起誤差，可用細電纜連接高壓插座與CVT 試品并吊起來(lái)，另外考慮C2或C1 與內Cn 串聯(lián)分壓效應，其電容量可按下式校準：

其中，Cc 為校準經(jīng)驗值包含了Cn 及高壓線(xiàn)對地電容的影響其值可取110pF。

5、小電容試品的接線(xiàn)

對于小電容，空氣濕度較大時(shí)，其tgδ受其表面狀態(tài)影響，介損測量值異常且不穩定。此時(shí)可采用屏蔽環(huán)吸收試品表面泄漏電流，其屏蔽電極在正接法時(shí)接地，反接法時(shí)接Cx的屏蔽層；此方法有可能改變被試設備內部的電場(chǎng)分布而影響tgδ；標準電容器和標準介損器均采用此接法。

6、部分設備的接線(xiàn)方法可參考第九節《參考接線(xiàn)方法》；

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七、注意事項

1．本儀器只能在停電的設備上使用；接地端應可靠接在接地網(wǎng)；儀器盡量選擇在寬暢，安全可靠的地方使用；

2．被試設備從運行狀態(tài)斷開(kāi)高壓引線(xiàn)轉為檢修狀態(tài)，并對其清掃，初步絕緣試驗良好后，方可利用該儀器進(jìn)行試驗，以防被試設備絕緣低劣，使儀器在加壓過(guò)程中損壞；

3．根據設備的安裝情況確定采用那種接線(xiàn)，并在相應的菜單選項中選擇其接線(xiàn)方法；

4．根據不同設備正確選擇測試電壓等級，并在相應的菜單選項中選擇所需電壓；

5．測試過(guò)程中如遇危及安全的特殊情況時(shí)，可緊急關(guān)閉總電源；

6．斷開(kāi)面板上電源開(kāi)關(guān)，并明顯斷開(kāi)220V試驗電源，才能進(jìn)行接線(xiàn)更改或工作結束；重復對同一試驗設備進(jìn)行復測時(shí)，可按下復位后，重新測量，也可以在上一次測試完成后選擇重復進(jìn)行；

7．為保證測量精度，特別當小電容量試品損耗小時(shí)，一定要保證被試設備低壓端（或二次端）絕緣良好，在相對濕度較小的環(huán)境中測量；

8．在進(jìn)行大電容試品實(shí)驗時(shí)，儀器的接地與被試品接地，不應該在同一接地點(diǎn)，以防接地放電時(shí)反擊電壓或者流動(dòng)波影響儀器的安全；

9．儀器自帶有升壓裝置，應注意高壓引線(xiàn)的絕緣距離及人員安全；

10．儀器應可靠接地，接地不好可能引起機器保護或造成危險。

11．儀器啟動(dòng)后，除特殊情況外，不允許突然關(guān)斷電源，以免引起過(guò)壓損壞設備；

12．儀器所配（HVx）高壓電線(xiàn)雖出廠(chǎng)時(shí)已檢測合格，但測量時(shí)仍需遠離人體及低壓測試線(xiàn)（Cx）；高壓芯線(xiàn)與高壓屏蔽線(xiàn)均不允許接地和測試回路的低電位部分。

CX輸入線(xiàn)的芯線(xiàn)和屏蔽線(xiàn)均不允許接觸測試回路的帶高壓部分。

13．儀器應注意防潮，防劇烈振動(dòng)；

14．當現場(chǎng)干擾較大，用工頻無(wú)法得到確定結果時(shí)，應使用異頻測量，其它情況應使用工頻測量。

15．當發(fā)出測量指令后，較長(cháng)時(shí)間（1分鐘）屏幕上不出現測量結果，有可能是試品電容太大或死機造成，重新開(kāi)機后降低測量電壓再測。

16．試品短路將無(wú)法測量，儀器自動(dòng)保護。

17．打印機頭上方出紙口處伸出一段時(shí)，按一下按鍵停止走紙。打印紙允許往外拉。

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八、儀器成套性

1、儀器主機	1 臺
2、高壓HVx測試電纜（紅色）	1 根
3、低壓Cx測試電纜（黑色）	1 根
4、低壓Cn測試電纜（黑色）	1 根
5、CVT高壓輸入線(xiàn)	1 根
6、CVT低壓輸出線(xiàn)	1 根
7、220V電源線(xiàn)	1 根
8、地線(xiàn)	1 根
9、使用說(shuō)明書(shū)	1 份
10、出廠(chǎng)合格證	1 份
11、保險管，打印紙	備用
12、出廠(chǎng)檢驗報告	1 份