變頻介損測試儀市場應(yīng)用一 、概述

介損測試儀，是發(fā)電廠、變電站等現(xiàn)場全自動(dòng)測量各種高壓電力設(shè)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(qiáng)電場干擾下準(zhǔn)確測量。儀器采用中文菜單操作，微機(jī)自動(dòng)完成全過程的測量。

該儀器同樣適用于車間、試驗(yàn)室、科研單位測量高壓電器設(shè)備的tgδ及電容量；對(duì)絕緣油的損耗測試、更具有方便、簡單、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

該儀器可用正、反接線方法測量不接地或直接地的高壓電器設(shè)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(nèi)部裝備了高壓升壓變壓器，并采取了過零合閘、防雷擊等安全保護(hù)措施。試驗(yàn)過程中輸出0.5KV～10kV不同等級(jí)的高壓，操作簡單、安全。

本儀器設(shè)有以下保護(hù)功能：

高壓短路保護(hù)

CVT過壓保護(hù)

儀器接地不好保護(hù)

變頻介損測試儀市場應(yīng)用二、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(zhuǎn)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(dāng)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稱為介質(zhì)損耗角，δ的正切tgδ稱為介質(zhì)損耗角正切。tgδ值是用來衡量電介質(zhì)損耗的參數(shù)。儀器測量線路包括一標(biāo)準(zhǔn)回路（Cn）和一被試回路（Cx），如圖1所示。標(biāo)準(zhǔn)回路由內(nèi)置高穩(wěn)定度標(biāo)準(zhǔn)電容器與測量線路組成，被試回路由被試品和測量線路組成。測量線路由取樣電阻與前置放大器和A／D轉(zhuǎn)換器組成。通過測量電路分別測得標(biāo)準(zhǔn)回路電流與被試回路電流幅值及其相位等，再由單片機(jī)運(yùn)用數(shù)字化實(shí)時(shí)采集方法，通過矢量運(yùn)算便可得出試品的電容值和介質(zhì)損耗正切值。

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

1.儀器結(jié)構(gòu)

測量電路：傅立葉變換、復(fù)數(shù)運(yùn)算等全部計(jì)算和量程切換、變頻電源控制等。

控制面板：打印機(jī)、鍵盤、顯示和通訊中轉(zhuǎn)。

變頻電源：采用SPWM開關(guān)電路產(chǎn)生大功率正弦波穩(wěn)壓輸出。

升壓變壓器：將變頻電源輸出升壓到測量電壓，大無功輸出2KVA/1分鐘。

標(biāo)準(zhǔn)電容器：內(nèi)Cn，測量基準(zhǔn)。

Cn電流檢測：用于檢測內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容器電流，10μA～1A。輸入電阻<2Ω。

Cx正接線電流檢測：只用于正接線測量，10μA～1A。輸入電阻<2Ω。

Cx反接線電流檢測：只用于反接線測量，10μA～1A。輸入電阻<2Ω。

反接線數(shù)字隔離通訊：采用精密MPPM數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，將反接線電流信號(hào)送到低壓側(cè)。隔離電壓20KV。

2.工作原理

啟動(dòng)測量后高壓設(shè)定值送到變頻電源，變頻電源用PID算法將輸出緩速調(diào)整到設(shè)定值，測量電路將實(shí)測高壓送到變頻電源，微調(diào)低壓，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確高壓輸出。根據(jù)正/反接線設(shè)置，測量電路根據(jù)試驗(yàn)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(hào)基波，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電流和試品電流進(jìn)行矢量運(yùn)算，幅值計(jì)算電容量，角差計(jì)算tgδ。反復(fù)進(jìn)行多次測量，經(jīng)過排序選擇一個(gè)中間結(jié)果。測量結(jié)束，測量電路發(fā)出降壓指令變頻電源緩速降壓到0。

變頻介損測試儀市場應(yīng)用三、主要技術(shù)參數(shù)

1、高壓輸出： 0.5 ～10kV，每一檔增加500V，共有二十檔，容   量：1500VA

2、準(zhǔn) 確 度： tgδ: ±(讀數(shù)*1.5%+0.06%)    Cx: ±(讀數(shù)*1.5%+5PF)

3、分 辨 率： tgδ：0.01％   Cx：1pF

4、測量范圍： 0.01% ＜  tgδ  ＜ 100%

內(nèi)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(yīng)：  ≤3％

8、使用條件： -15℃－50℃    相對(duì)濕度＜80% 

9、外型尺寸： 460（L）×345（W）×345（H）

10、重   量： 35 kg

四、面板

1、控制面板圖（圖 2）及高壓背板圖（圖3）

CX試品輸入：正接線時(shí)輸入試品電流，正接線時(shí)芯線（紅夾子）接試品低壓信號(hào)端，如果試品低壓端有屏蔽極可接屏蔽線（黑夾子），無屏蔽時(shí)，可懸空。反接線時(shí)，CX試品輸入線不接或懸空。

測量接地：它同外殼連在一起，在正、反兩種測量過程中，儀器都應(yīng)可靠獨(dú)立接地。應(yīng)仔細(xì)檢查接地導(dǎo)體不能有油漆或銹蝕，否則應(yīng)將接地導(dǎo)體刮干凈，并保證零電阻接地。接地不良可能引起誤差或數(shù)據(jù)波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)，呈帶高壓開路可能引起危險(xiǎn)。

內(nèi)高壓允許：打開此開關(guān)，儀器有高壓輸出。關(guān)閉此開關(guān)儀器內(nèi)部無高壓產(chǎn)生，亦無高壓輸出。

總電源開關(guān)：打開該開關(guān)，屏幕顯示測量內(nèi)容。

按鍵盤：“ESC”、“ENT”、

“ESC”：對(duì)光標(biāo)所在處的內(nèi)容否認(rèn)時(shí)，或者已完成該內(nèi)容。

“ENT”：對(duì)光標(biāo)所在處的內(nèi)容認(rèn)同時(shí)，可按此鍵加以確認(rèn)，并將光標(biāo)移至它處。

：改變數(shù)值或改變正、反接線，異頻、工頻等內(nèi)容。

屏幕顯示：顯示菜單、測量信息、測量結(jié)果。應(yīng)避免長時(shí)間陽光爆曬。

亮度調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)屏幕對(duì)比度。

五、操作說明

以測量電力變壓器，高壓繞阻對(duì)低壓繞阻及外殼的介損為例。該測量應(yīng)采用反

接法測量，(接線圖見反接法)，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。

打開總電源開關(guān)，儀器屏幕顯示如下圖4所示

按“ENT”鍵，光標(biāo)進(jìn)入“測量方式 □ 工頻” ，按鍵,則調(diào)整為“測量方式□異頻” ，按“ESC”鍵，光標(biāo)移至*，再按鍵 ，將光標(biāo)移至下一排“聯(lián)接方式”前，見圖5所示。

按“ENT”鍵，光標(biāo)進(jìn)入“聯(lián)接方式 □ 正接” ，按鍵，則調(diào)整為“聯(lián)接方式□ 反接” ，按“ESC”鍵，光標(biāo)移至*，再按鍵，將光標(biāo)移至下一排“測量電壓”前，見圖6所示。

按“ENT”鍵，光標(biāo)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(diào)整電壓。按“ESC”鍵，光標(biāo)移至*，再按鍵，將光標(biāo)移至下一排“□開始測量”前，見圖7所示。

打開“內(nèi)高壓允許”開關(guān)，按“ENT”鍵，儀器開始產(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(qǐng)等待 ” ，如圖8所示。

在經(jīng)過約40秒后，測量結(jié)束，高壓自動(dòng)切斷，屏幕顯示測量結(jié)果，如圖9所示,如需打印結(jié)果,按“ENT”鍵即可打印。打印結(jié)果見圖10所示。

六、試驗(yàn)接線

根據(jù)被試設(shè)備接地情況正確選擇正、反接法；

1、正接法：

當(dāng)被試設(shè)備的低壓測量端或二次端對(duì)地絕緣時(shí)，采用該方法。

將紅色高壓電纜從儀器后側(cè)的HVx端上引出 ，高壓屏蔽線（黑夾子）接被試設(shè)備高壓端，高壓芯線（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（紅夾子）接被試設(shè)備低壓端L（見圖11）；低壓屏蔽線（黑夾子）接被試設(shè)備屏蔽端E。（試品無屏蔽端則懸空）

HVx及Cx的芯線與屏蔽線之間嚴(yán)禁短接，否則無法取樣，無法測量；

2、反接法：

當(dāng)被試設(shè)備的低壓測量端或二次端對(duì)地?zé)o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(cè)的HVx端上引出，高壓芯線（紅夾子）接被試設(shè)備高壓端，高壓屏蔽線（黑夾子）懸空；低壓端接地(見圖12)；此時(shí)的低壓CX輸入線不接；

注意HVx的芯線與屏蔽線嚴(yán)禁短接，否則無取樣，無法測量；  

3、外接高壓測試

當(dāng)使用正接法、外標(biāo)準(zhǔn)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(shù)置入儀器

①打開總電源開關(guān)（注：內(nèi)高壓開關(guān)不要打開，不要接高壓線）

②按“ENT”鍵，光標(biāo)進(jìn)入“聯(lián)接方式 □ 正接”，按鍵，則調(diào)整為“聯(lián)接方式 □ 外Cn”，按“ESC”鍵退出，再按“ □開始測量 ”，出現(xiàn)如下界面：

Cn采用科學(xué)計(jì)數(shù)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(shè)置范圍 0～9.999%。

按鍵 可以修改數(shù)值。

③設(shè)置完畢后按“ESC”鍵，然后再按“ESC”鍵，開始測量，顯示結(jié)果出來后，若需打印結(jié)果，按“ENT”鍵。

4、CVT 自激法測量（母線不接地）

原理接線圖:

實(shí)際接線圖

（1）測C2：接線見圖13

A：接線盒內(nèi)末端對(duì)地打開，二次接線全部懸空，注意做好記錄，做完測試后還原。

B：開介損儀總電源和內(nèi)部高壓允許開關(guān)。

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

D：將光標(biāo)移至“測量電壓”選為1KV，按“ESC”鍵；將光標(biāo)移至“開始測量”處，按“ENT”鍵，開始測量等待顯示結(jié)果。顯示結(jié)果出來后，若需打印結(jié)果，按“ENT”鍵。

（2）測C1：接線見圖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。

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

其中，Cc 為校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)值包含了Cn 及高壓線對(duì)地電容的影響其值可取110pF。

5、小電容試品的接線

對(duì)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(wěn)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(shè)備內(nèi)部的電場分布而影響tgδ；標(biāo)準(zhǔn)電容器和標(biāo)準(zhǔn)介損器均采用此接法。

6、部分設(shè)備的接線方法可參考第九節(jié)《參考接線方法》；