抗干扰介质损耗测试仪
一、概述
介损绝缘试验可以有效地发现电器设备绝缘的整体受潮劣化变质，以及局部缺陷等，在电工制造、电气设备安装、交接和预防性试验中都广泛应用。
抗干扰介质损耗测试仪采用变频电源技术，利用单片机和电子技术进行自动频率变换、模/数转换和数据运算，达到抗干扰能力强、测试速度快、精度高、操作简便的功能。
变频电源采用大功率开关电源，输出45Hz和55Hz纯正弦波，自动加压，可提供最高10kV的电压；自动滤除50Hz干扰，适用于变电站等电磁干扰大的现场测试。
二、性能特点
1、具备CVT的自激法测试，一次接线，同时测量C1、C2的电容和tgδ。
2、具有外施电压和外加CN的测量功能。
3、仪器测量准确度高，可满足油介损测量要求，因此只需配备标准油杯，和专用测试线即可实现油介损测量。
4、采用变频技术来消除现场50Hz工频干扰，即使在强电磁干扰的环境下也能测得可靠的数据。
5、接地保护功能，当仪器不接地线或接地不良时，仪器不进入正常程序，不输出高压。
6、过流保护功能，在试品短路或击穿时仪器不受损坏。
7、内附标准电容和高压电源，便于现场测试，减少现场接线。
8、仪器采用大屏幕液晶显示器，测试过程通过汉字菜单提示既直观又便于操作。
三、技术指标
1、测量范围：电容值：4～60000 pF
介损值：0～100%
2、最大误差：电容精度：±（1.0%×读数±1 pF）
介损精度：±（1.0%×读数±0.04%）
3、分辨率：电容分辨率：最小可分辨0.001 pF
介损分辨率：最小可分辨0.001%
4、高压输出：0.5～10 kV 45Hz和55Hz，电流输出≤200mA
5、低压输出：输出电压3～50V输出电流3～30A
6、供电电源：AC 220V±10%，50Hz或发电机供电
7、工作环境：环境温度：0～40℃；
环境湿度：≤90%RH，不结露
8、外形尺寸：465×350×360mm2
9、重 量：20kg
图1仪器面板和侧面
1.打印机：打印测量数据。
2.显示器：128×64液晶显示器，显示菜单和各种提示信息及测量结果。
3．CX插座：是试品信号的测量输入端，正接线时由专用低压电缆连接，此电缆单层屏蔽带特制鳄鱼夹，接试品低端。反接线时此端空置。
4．CN插座：是外标准电容信号的测量输入端，使用内标准时此端空置。
5．CVT端：测量CVT的专用端子，自激法电流输出端。
6．接地桩：实验时，必须通过接地线接地。
7.电源开关：整机电源的开启和关闭。
8.电源座：供电电源输入口，交流220V±10%，50Hz，带保险仓。
9.按键区：“增大”、“减小”、“功能”、“确定”
10．升级调试接口。
11．HV插座：高压引出端子，由高压电缆连接，接试品高压端。输出10kV高压。
五、测量原理
1、仪器结构
图2仪器结构图
测量电路：傅立叶变换、复数运算等全部计算和量程切换、变频电源控制等。
控制面板：打印机、键盘、显示和通讯中转。
变频电源：采用SPWM开关电路产生大功率正弦波稳压输出。
升压变压器：将变频电源输出升压到测量电压，最大无功输出2KVA/1分钟。
标准电容器：内Cn，测量基准。
CN电流检测：用于检测内标准电容器电流，10μA～1A。输入电阻＜2Ω。
Cx正接线电流检测：只用于正接线测量，10μA～1A。输入电阻＜2Ω。
Cx反接线电流检测：只用于反接线测量，10μA～1A。输入电阻＜2Ω。
反接线数字隔离通讯：采用精密MPPM数字调制解调器，将反接线电流信号送到低压侧。隔离电压20kV。
2、工作原理
启动测量后高压设定值送到变频电源，变频电源用PID算法将输出缓速调整到设定值，测量电路将实测高压送到变频电源，微调低压，实现准确高压输出。根据正/反接线设置，测量电路根据试验电流自动选择输入并切换量程，测量电路采用傅立叶变换滤掉干扰，分离出信号基波，对标准电流和试品电流进行矢量运算，幅值计算电容量，角差计算tgδ。反复进行多次测量，经过排序选择一个中间结果。测量结束，测量电路发出降压指令变频电源缓速降压到0V。
按被测试品是否接地分两种测量方式，即正接线测量方式和反接线测量方式。两种测量方式的原理如图3所示：
a正接线测量 b反接线测量
图3测量原理图
在高压电源的10kV侧，高压分两路，一路给机内标准电容CN，此电容介损非常小，可以认为介损为零，即为纯容性电流，此电流ICN可做为容性电流基准。在Cx试品一侧，试品电流Icx通过采样电阻R采入机内，此Icx可分解成水平���量和垂直分量见图二所示，通过计算水平分量与垂直分量的比值即可得到tgδ值。
在图3（a）中Cx为非接地试品，试品电流Icx从试品末端进入采样电阻R，得到全电流值，在图3（b）中Cx为接地试品，机内Cx端直接接地，电流Icx从试品高压端到机内采样电阻取得全电流值。
a电流矢量法 b试品等效电路
图4试品等效电路
六、接线方法
仪器引出端子说明：
HV ---仪器的测量引线高压端（带危险电压）。
CX ---正接线时试品电流输入端。
---仪器的接地端，使用时与大地可靠相接。
1、正接法（见图5）
当被测试设备的低压测量端对地绝缘时，可以采用该接线法测量。
（1）高压屏蔽线皮接被试设备高压端;
将黑色专用低压电缆从仪器面板上的Cx端引出，低压芯线接被试设备低压端L（见图11）；低压屏蔽线接被试设备屏蔽端E。（试品无屏蔽端则悬空）
HVx及Cx的芯线与屏蔽线之间严禁短接,否则无法取样，无法测量；
2、测量标准电容BR16，见图4和图5所示：
图4为标准电容器BR16的标准接线方法，为正接线方式。
图5为反接线方式，将标准电容BR16一端强行接地。
注意：HV插口输出10kV危险电压，将高压绝缘电缆插在HV插口上
图4标准电容BR16正接线（非接地试品）接线法
图5标准电容器BR16反接线（接地试品）接线法
3、测量标准电容BR26或标准介损器DB-100等，见图6和图7所示：
图6标准电容正接线BR26或标准介损器DB-100等（非接地试品）接线法
图7标准电容器BR26或标准介损器DB-100等反接线（接地试品）接线法
4、串级式电压互感器：
1）常规法：采用正接法测量，见图8所示：
图8常规接线法
X接地点打开，使A，X相连后接仪器HV端，低压端所有绕组短接后接Cx端。
注 意：此试验电压为2～3kV，并且高压A、X短路时要注意X端引线与端子盒保持距离。
2）末端屏蔽法（正接线方式），见图9，可施加10kV电压，由于电压在AX绕组的不等压分布，电容量值比常规法要小很多。
图9末端屏蔽法接线
3）末端加压法（正接线方式）见图10所示，此方法受X点耐压限制，只能施加2.5～3kV电压，同样，电容值误差较大。
图10末端加压法接线
5、电容式电压互感器（CVT）：
1）测量中压互感器tgδ的方法
如图11所示，用反接线方式测量，将C2末端δ与C1首端相连，接仪器HV口（用高压电缆）XT悬空，中压互感器二次线圈短路接地。
由于C1+C2远大于CB，所以此方法测得的tgδ≈tgδB。
图11中压互感器（反接线）
如果现场CB值较小，现场干扰又较大，反接线所测得的数据误差可能较大，这时可选择正接线方式测量。首先把CVT二次引线全部断开，并将二次线圈短路，然后接仪器的CX测量线。XT悬空。接线方式见图12所示：
图12中压互感器（正接线）
2）电容C1和tgδ1，C2和tgδ2的测量：
测量主电容tgδ1和C1的接线如图13所示。由中间变压器励磁加压，XT点接地，主电容C1高压端用CX线接仪器的CX端，分压电容C2的δ端用另一条CX线悬空接仪器的HV高压端。由于“δ”端绝缘水平所限，试验电压不超过3kV。
图13电容C1和tgδ1，C2和tgδ2的接线
接线完毕，把测量方式选择到CVT上，测试电压不要超过3.0kV。仪器自动测试，测试完毕会自动或手动打印C1，C2的电容和介损。按“增大”、“减小”建翻页显示C1，C2的电容和介损。
6、套管试验：
1）对于单独的套管（未安装到变压器）测量导电杆对测屏的电容和介损值，高压端HV加导电杆，CX接测屏，用正接线法进行测量。
2）对于安装到变压器上的套管由于导电杆与绕组连接的关系，必须将A、B、C、O套管的导电杆短路接HV高压端，Cx端接不同套管的测屏，用正接线法测量电容和介损值。
7、变压器器身的介质损耗测量：
变压器的外壳因直接接地，所以仪器用反接线方式测量。测量部位按下表进行。
注意：高压由HV插口引出，将高压电缆一端插入HV插口，另一端接被测线圈高压端。Cx插口不用。
测量线圈和接地部位
序号 | 双线圈变压器 | 三线圈变压器 |
被测线圈 | 接地部位 | 被测线圈 | 接地部位 |
1 | 低压 | 外壳和高压线圈 | 低压 | 外壳、高压和中压线圈 |
2 | 高压 | 外壳和低压线圈 | 中压 | 外壳、高压和低压线圈 |
3 | | | 高压 | 外壳、中压和低压线圈 |
4 | 高压和低压 | 外壳 | 高压和中压 | 外壳和低压线圈 |
5 | | | 高压、中压和低压 | 外壳 |
8、断路器断口电容试验：
断口电容的介损及电容测量时，将高压电缆和Cx测量电缆加到断口电容两端，用正接线方式测量。如图14所示：
图14断路器断口电容试验接线
9、电流互感器：
1） 链式或串级式结构的电流互感器：这类电流互感器现场测量可按一次对二次绕组用正接线方式测量，或将二次绕组全部接地用反接线方式进行测量。
2） 电容型电流互感器：最外层有末屏引出端，试验时，可采用正接线进行一次绕组相对末屏的tgδ及电容的测量。
10、测量时注意事项：
1）在试验现场发生刮风天气时，要人扶绝缘杆、避免高压端接触不良造成测试数据不稳、不对或仪器复位等现现象。
2）高压电缆HV插口的金属体带10kV危险高电压。
七、操作步骤
1、测量前准备：
1）用接地线一端接仪器的接地柱，另一端接可靠的大地，保证仪器外壳处在地电位上。
2）正接线时：将高压电缆插头插入后门HV插座中，将高压电缆接地端头接入接地柱中，将另一端的红色鳄鱼夹夹到被测试品的高端引线上，红色鳄鱼夹与黑色鳄鱼夹并联使用。将CX低压电缆插入CX插座中，另一端的红色夹子夹试品的低端或末屏等，黑色夹子接地或悬空或接屏蔽装置。
3）反接线时：将高压电缆插头插入后门HV插座中，将高压电缆接地端头接入接地柱中，将另一端的红色鳄鱼夹夹到被测试品的高端引线上，黑色夹子悬空或接屏蔽装置。Cx插座不用。
2、打开电源开关，计算机进行自检，若地线接好，液晶屏显示中文主菜单如图16所示。若没接地线或地线不良则显示“检查接地”。
3、菜单选择：
1）按“功能”键可移动光标至各菜单项，并循环指示。被选中项反白字体显示。选择键的流程见图16所示。
2）在光标当前所示项目，按“增大”、“减小”键可进行该项菜单的变更，并循环指示，流程见图17所示。
3）将菜单变更至与测试要求相对应后即可按选择键进行下个项目的选择。
图15
图16 图17
图18 图19
4、测试：打开开关，当光标在测试项目上时，按确认键大约5秒钟开始测试。测试过程中显示的画面如图18（正接线，变频）所示，当下面的进程到100%时候测试完毕，然后显示测量结果见图19所示，此时光标指示打印机图标，按确认键打印报告。
测量结果的意义如下：
tgδ：试品的损耗因数tgδ值
CX：测量的电容值
V：施加电压值
I：试品流过的电流
F1，F2：试验频率
打印结束后，关闭电源开关，测试完毕。
八、注意事项
1、遵守本单位的高压试验安全工作规程。
2、高压试验必须由2名以上工作人员参加，1人操作，1人监护。
3、接线完毕后，由1人负责检查。
4、测试结束后，关闭电源开���。严禁带电拆装高压电缆！
5、仪器出现不正常现象，关闭电源开关，等待一分钟左右再检查。
6、反接线校验标准介损器时，将标准介损器放在绝缘物体上，离地60-100cm，将高压电缆接头悬空吊起远离地面，避免高压线夹对地的分布参数影响数据。
7、高压电缆损坏时，可以用低压CX线悬空使用，本产品高低压电缆接线方式相同，可以互换使用。。
8、测量完毕必须关闭电源开关，等待一分钟左右再拆线。
