異頻介質(zhì)損耗測(cè)試儀原理和意義一、概述

介損測(cè)量是絕緣試驗(yàn)中很基本的方法，可以有效地發(fā)現(xiàn)電器設(shè)備絕緣的整體受潮劣化變質(zhì)，以及局部缺陷等。在電工制造、電氣設(shè)備安裝、交接和預(yù)防性試驗(yàn)中都廣泛應(yīng)用。變壓器、互感器、電抗器、電容器以及套管、避雷器等介損的測(cè)量是衡量其絕緣性能的*基本方法。變頻介質(zhì)損耗測(cè)試儀突破了傳統(tǒng)的電橋測(cè)量方式，采用變頻電源技術(shù)，利用單片機(jī)、和現(xiàn)代化電子技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)頻率變換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)運(yùn)算；達(dá)到抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)試速度快、精度高、全自動(dòng)數(shù)字化、操作簡(jiǎn)便；電源采用大功率開(kāi)關(guān)電源，輸出45Hz和55Hz純正弦波，自動(dòng)加壓，可提供*高10千伏的電壓；自動(dòng)濾除50Hz干擾，適用于變電站等電磁干擾大的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。廣泛適用于電力行業(yè)中變壓器、互感器、套管、電容器、避雷器等設(shè)備的介損測(cè)量。

異頻介質(zhì)損耗測(cè)試儀原理和意義二、**措施

1、使用本儀器前一定要認(rèn)真閱讀本手冊(cè)。

2、儀器的操作者應(yīng)具備一般電氣設(shè)備或儀器的使用常識(shí)。

3、本儀器戶內(nèi)外均可使用，但應(yīng)避開(kāi)雨淋、腐蝕氣體、塵埃過(guò)濃、高溫、陽(yáng)光直射等場(chǎng)所使用。

儀表應(yīng)避免劇烈振動(dòng)。

5、對(duì)儀器的維修、護(hù)理和調(diào)整應(yīng)由專業(yè)人員進(jìn)行。

6、在任何接線之前必須用接地電纜把儀器接地端子與大地可靠連接起來(lái)。

7、由于測(cè)試設(shè)備產(chǎn)生高電壓，所以測(cè)試人員必須完全嚴(yán)格遵守**操作規(guī)程，防止他人接觸高壓部件和電路。直接從事測(cè)試的人員必須完全了解高壓測(cè)試線路，及儀器操作要點(diǎn)。非從事測(cè)試人員必須遠(yuǎn)離高壓測(cè)試區(qū)，測(cè)試區(qū)必須用柵欄或繩索、警視牌等清楚表示出來(lái)。

8、儀器的調(diào)整維修和維護(hù)，必須在不加電情況下進(jìn)行，如果必須加電，則操作者必須非常熟悉本儀器高壓危險(xiǎn)部件。

9、保險(xiǎn)管損壞時(shí)，必須確保更換同樣的保險(xiǎn)，禁止更換不同型號(hào)保險(xiǎn)或?qū)⒈ｋU(xiǎn)直接短路使用。

儀器出現(xiàn)故障時(shí)，關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，等待一分鐘之后再檢查。

異頻介質(zhì)損耗測(cè)試儀原理和意義三、可測(cè)試參數(shù)

儀器可測(cè)量下列參數(shù)并數(shù)字顯示：

被測(cè)試品的電容量值CX，以pF或nF為單位，1nF=1000pF。

被測(cè)試品的介質(zhì)損耗值tgδ，以%顯示。

異頻介質(zhì)損耗測(cè)試儀原理和意義四、性能特點(diǎn)

1、儀器采用復(fù)數(shù)電流法，測(cè)量電容、介質(zhì)損耗及其它參數(shù)。測(cè)試結(jié)果精度高，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量。

2、儀器采用了變頻技術(shù)來(lái)消除現(xiàn)場(chǎng)50Hz工頻干擾，即使在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境下也能測(cè)得可靠的數(shù)據(jù)。

3、儀器采用大屏幕液晶顯示器，測(cè)試過(guò)程通過(guò)漢字菜單提示既直觀又便于操作。

4、儀器操作簡(jiǎn)便，測(cè)量過(guò)程由微處理器控制，只要選擇好合適的測(cè)量方式，數(shù)據(jù)的測(cè)量就可在微處理器控制下自動(dòng)完成。

5、一體化機(jī)型，內(nèi)附標(biāo)準(zhǔn)電容和高壓電源，便于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，減少現(xiàn)場(chǎng)接線。

6、儀器測(cè)量準(zhǔn)確度高，可滿足油介損測(cè)量要求，因此只需配備標(biāo)準(zhǔn)油杯，和專用測(cè)試線即可實(shí)現(xiàn)油介損測(cè)量。

7、設(shè)CVT測(cè)試功能，可實(shí)現(xiàn)CVT的自激法測(cè)試，無(wú)需外置附件，只需一次測(cè)量，C1,C2的電容和介損全部測(cè)出。

8、反接線測(cè)試采用ivddv技術(shù),消除了以往反接線數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

9、具有反接線低壓屏蔽功能，在220kV CVT 母線接地情況下，對(duì)C11 可進(jìn)行不拆線10kV 反接線介損測(cè)量

10、具有測(cè)量高電壓介損功能，能夠使用高壓變壓器或串聯(lián)諧振進(jìn)行超過(guò)10kV電壓的介損試驗(yàn)。

12、接地保護(hù)功能，當(dāng)儀器不接地線或接地不佳時(shí)，儀器不進(jìn)入正常程序，不輸出高壓。過(guò)流保護(hù)功能，在試品短路或擊穿時(shí)儀器不受損壞。

13、觸電保護(hù)功能，當(dāng)儀器操作人員不小心觸電時(shí)候，儀器會(huì)立即切斷高壓，保障試驗(yàn)人員的**.

異頻介質(zhì)損耗測(cè)試儀原理和意義五、技術(shù)指標(biāo)

準(zhǔn)確度：

Cx: ±（讀數(shù)×1%+1pF）

tgδ:  ±（讀數(shù)×1%+0.00040）

抗干擾指標(biāo)：  變頻抗干擾，在200%干擾下仍能達(dá)到上述準(zhǔn)確度

電容量范圍：  內(nèi)施高壓：    3pF～60000pF/10kV    60pF～1μF/0.5kV

外施高壓：    3pF～1.5μF/10kV         60pF～30μF/0.5kV

分辨率：      *高0.001pF，4位有效數(shù)字

tgδ范圍：     不限，分辨率0.001%，電容、電感、電阻三種試品自動(dòng)識(shí)別。

試驗(yàn)電流范圍：10μA～1A

內(nèi)施高壓：    設(shè)定電壓范圍：0.5～10kV

*大輸出電流：200mA

升降壓方式：連續(xù)平滑調(diào)節(jié)

試驗(yàn)頻率： 45、50、55、60、65Hz單頻

45/55Hz、55/65Hz、47.5/52.5Hz自動(dòng)雙變頻

頻率精度：±0.01Hz

外施高壓：正接線時(shí)*大試驗(yàn)電流1A，工頻或變頻40-70Hz

反接線時(shí)*大試驗(yàn)電流10kV/1A，工頻或變頻40-70Hz

CVT自激法低壓輸出：輸出電壓3～50V，輸出電流3～30A

CVT變比測(cè)量：

變比測(cè)量精度：±讀數(shù)×1%     變比測(cè)量范圍：10～99999

相位測(cè)量精度：±0.1°           相位測(cè)量范圍：0～359.9°

測(cè)量時(shí)間：    約40s，與測(cè)量方式有關(guān)

輸入電源：    180V～270VAC，50Hz±1%，市電或發(fā)電機(jī)供電

計(jì)算機(jī)接口：  標(biāo)準(zhǔn)RS232接口

打印機(jī)：         煒煌A7熱敏微型打印機(jī)

環(huán)境溫度：    -10℃～50℃

相對(duì)濕度：    <90%

外形尺寸：460×360×350mm

儀器重量：28kg

六、測(cè)量方式及原理

按被測(cè)試品是否接地分兩種測(cè)量方式，即正接線測(cè)量方式和反接線測(cè)量方式。兩種測(cè)量方式的原理如圖一所示：

在高壓電源的10kV側(cè)，高壓分兩路，一路給機(jī)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容CN，此電容介損非常小，可以認(rèn)為介損為零，即為純?nèi)菪噪娏?，此電流ICN 可做為容性電流基準(zhǔn)。在Cx試品一側(cè)，試品電流Icx通過(guò)采樣電阻R采入機(jī)內(nèi)，此Icx可分解成水平分量和垂直分量見(jiàn)圖二所示，通過(guò)計(jì)算水平分量與垂直分量的比值即可得到tgδ值。

在圖一（a）中Cx為非接地試品，試品電流Icx從試品末端進(jìn)入采樣電阻R，得到全電流值，在圖一（b）中Cx為接地試品，機(jī)內(nèi)Cx端直接接地，電流Icx從試品高壓端到機(jī)內(nèi)采樣電阻取得全電流值。

七、常見(jiàn)設(shè)備的接線方法

1．儀器引出端子說(shuō)明：

HV ——  儀器的測(cè)量引線高壓端（帶危險(xiǎn)電壓） 。

CX ——  正接線時(shí)試品電流輸入端。

——  儀器的接地端，使用時(shí)與大地可靠相接

2.參考接線

2.1正接線、內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容、內(nèi)高壓（常規(guī)正接線）：

2.2反接線、內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容、內(nèi)高壓（常規(guī)反接線）

2.3正接線、外標(biāo)準(zhǔn)電容、內(nèi)高壓：

2.4反接線、外標(biāo)準(zhǔn)電容、內(nèi)高壓：

2.5正接線、內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容、外高壓：

2.6反接線、內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容、外高壓：

2.7正接線、外標(biāo)準(zhǔn)電容、外高壓（高電壓介損）：

2.8反接線、外標(biāo)準(zhǔn)電容、外高壓：

2.9  CVT自激法測(cè)量：

CVT自激法可按下圖接線。如果C1是單節(jié)電容，母線不能接地；如果C1是多節(jié)電容，母線可接地，C11和C12可用常規(guī)正反接線測(cè)量，C13和C2用自激法測(cè)量。

CVT自激法測(cè)量中，儀器先測(cè)量C1，然后自動(dòng)倒線測(cè)量C2，并自動(dòng)校準(zhǔn)分壓影響。

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。強(qiáng)烈建議使用高壓插座使用的高壓線用黑色Cx線。

2.10 CVT變比測(cè)試

儀器高壓線的芯線紅夾子接CVT的上端，母線拆地。CVT下端接地，低壓線紅黑夾子接二次繞組，注意:如果測(cè)試角度接近180度，應(yīng)將紅黑夾子顛倒。

3.附加功能

3.1光標(biāo)在 電壓：10kV上面時(shí)候，按“確認(rèn)”鍵在儀器屏幕的左下角會(huì)出現(xiàn)圖標(biāo)，代表測(cè)試結(jié)束自動(dòng)打印。如果再按確認(rèn)鍵，圖標(biāo)消失，代表測(cè)試結(jié)束必須手動(dòng)才能打印。

3.2光標(biāo)在 反接 上面時(shí)候，在反接線，內(nèi)Cn，內(nèi)Un，情況下，按確認(rèn)鍵在儀器屏幕右下角會(huì)出現(xiàn)圖標(biāo)，代表反接線低壓屏蔽測(cè)試。如果再按確認(rèn)鍵，圖標(biāo)消失，代表取消反接線低壓屏蔽。

反接線低壓屏蔽功能，一次接線可同時(shí)測(cè)出C1和C2的電容量和介損

在反接線、內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)高壓方式，光標(biāo)移到“反接”處，按“確認(rèn)”右下角顯示“M”。

打開(kāi)反接線低壓屏蔽，可在上端電容C1不拆母線的情況下，對(duì)其進(jìn)行不拆線10kV反接線介損測(cè)量。如下圖所示：母線掛地線，C1上端不拆線，C1下端接高壓線芯線，C2末端接Cx芯線。儀器采用反接線/10kV/M測(cè)量方式，可同時(shí)測(cè)出C11和下端屏蔽部分的電容量和介損值。

3.3光標(biāo)在 正接 上面時(shí)候，按確認(rèn)鍵則測(cè)試打印機(jī)，換紙。

3.4光標(biāo)在 啟動(dòng) 上面時(shí)候，按減小鍵則代表取出存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

3.5測(cè)試完畢，如果按減小鍵，則代表存儲(chǔ)測(cè)試的數(shù)據(jù)

八、功能簡(jiǎn)介

儀器面板見(jiàn)圖九所示：

打印機(jī)——打印測(cè)量數(shù)據(jù)。

顯示器——128×64點(diǎn)陣液晶顯示器，顯示菜單和各種提示信息及測(cè)量結(jié)果。

  鍵——選擇菜單項(xiàng)，被選中項(xiàng)反白字體顯示。

▲  鍵——修改菜單內(nèi)容，采用循環(huán)滾動(dòng)方式。

▼ 鍵——修改菜單內(nèi)容，采用循環(huán)滾動(dòng)方式。

確認(rèn)鍵——在“測(cè)試”選項(xiàng)上按此鍵進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)。

電源開(kāi)關(guān)——整機(jī)電源的開(kāi)啟和關(guān)閉。

電源座——交流220V±10%，50±1Hz電源輸入口，帶保險(xiǎn)倉(cāng)。

9．自激法電流輸出端——測(cè)量CVT的專用端子。

10．地——為接地線接線端子。

11．CX插座——是試品信號(hào)的測(cè)量輸入端，正接線時(shí)由專用低壓電纜連接，此電纜單層屏蔽帶特制鱷魚夾，長(zhǎng)8m，接試品低端。反接線時(shí)此端空置。

12．CN插座——是外標(biāo)準(zhǔn)電容信號(hào)的測(cè)量輸入端，使用內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)此端空置。

13．HV插座——高壓引出端子，由高壓電纜連接，接試品高壓端。輸出10kv高壓。

14．RS-232接口，用來(lái)連接電腦，上傳數(shù)據(jù)。

九、儀器操作步驟

1．測(cè)量前準(zhǔn)備：

1）用接地線一端接儀器的接地柱，另一端接可靠的大地，保證儀器外殼處在地電位上。

2）正接線時(shí)：將高壓電纜插頭插入后門HV插座中，將另一端的紅色大鉗子夾到被測(cè)試品的優(yōu)異引線上，黑色小鉗子懸空或夾在紅色大鉗子上。將CX低壓電纜插入CX插座中，另一端的紅色夾子夾試品的低端，黑色夾子懸空或接屏蔽裝置。

3）反接線時(shí)：將高壓電纜插頭插入后門HV插座中，將另一端的紅色大鉗子夾到被測(cè)試品的優(yōu)異引線上，紅色小鉗子懸空或接屏蔽裝置。Cx插座不用。

2．打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，儀器進(jìn)行自檢，若自檢良好，液晶屏顯示中文主菜單如

圖十所示。

3．菜單選擇：

按鍵可移動(dòng)光標(biāo)至各菜單項(xiàng)，并循環(huán)指示。被選中項(xiàng)反白字體顯示。選擇鍵的流程見(jiàn)圖十一所示。

在光標(biāo)當(dāng)前所示項(xiàng)目，按▼ ▲鍵鍵可進(jìn)行該項(xiàng)菜單的變更，并循環(huán)指示，流程見(jiàn)圖十二所示。

將菜單變更至與測(cè)試要求相對(duì)應(yīng)后即可按選擇鍵進(jìn)行下個(gè)項(xiàng)目的選擇。

4、 頻率：光標(biāo)在頻率上，按↑↓鍵選擇定頻和變頻：

光標(biāo)在定頻上：按住“啟?！辨I1s以上切換到全頻率選擇，按↑↓鍵循環(huán)顯示45Hz / 47.5Hz / 50Hz / 52.5Hz / 55Hz / 60Hz / 65Hz

工頻50Hz測(cè)量，此設(shè)置不能抗干擾，在試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)量或校驗(yàn)時(shí)選用50Hz，“45/47.5/55/52.5/60/65Hz”：為單頻率測(cè)量，研究不同頻率下介損的變化時(shí)選用。

光標(biāo)在變頻上：按住“啟?！辨I1s以上切換到全頻率選擇，按↑↓鍵循環(huán)顯示5-Hz / 6-Hz / 4-Hz”：

“5-Hz”：為45/55Hz自動(dòng)變頻，適合50Hz電網(wǎng)工頻干擾下測(cè)量。

“6-Hz”：為55/65Hz自動(dòng)變頻，適合60Hz電網(wǎng)工頻干擾下測(cè)量。

“4-Hz”：為47.5/52.5Hz自動(dòng)變頻，適合50Hz電網(wǎng)工頻干擾下測(cè)量。

5、測(cè)試：當(dāng)光標(biāo)在 測(cè)試 項(xiàng)目上時(shí)，按確認(rèn)鍵大約3秒鐘開(kāi)始測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中顯示的畫面如圖十三（正接線，變頻）所示，當(dāng)下面的進(jìn)程到100%時(shí)候測(cè)試完畢，然后顯示測(cè)量結(jié)果見(jiàn)圖十四所示，此時(shí)光標(biāo)指示打印機(jī)圖標(biāo)，按確認(rèn)鍵打印報(bào)告。測(cè)量結(jié)果的意義如下：

tgδ： 試品的損耗因數(shù)tgδ值

CX： 測(cè)量的電容值

V：施加電壓值

I：試品流過(guò)的電流

F1,F2 : 試驗(yàn)頻率

打印結(jié)束后，關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，測(cè)試完畢。

在電壓作用下，電介質(zhì)產(chǎn)生一定的能量損耗，這部分損耗介質(zhì)損耗或介質(zhì)損失。產(chǎn)生介質(zhì)損耗的原因主要是電介質(zhì)電導(dǎo)、極化和局部放電。

一、電介質(zhì)電導(dǎo)引起的損耗

在電場(chǎng)作用下電介質(zhì)電導(dǎo)（又稱漏導(dǎo)）產(chǎn)生的泄漏電流會(huì)造成能量損耗。這種損耗在交流與直流作用下都存在，且這種損耗與極化、局部放電引起的損耗比較是很小的。

二、極化引起的損耗

在交流電壓作用下，電介質(zhì)由于周期性的極化過(guò)程，電介質(zhì)中的帶電質(zhì)點(diǎn)要沿交變電場(chǎng)的方向作往復(fù)的有限位移并重新排列。這時(shí)，質(zhì)點(diǎn)需要克服極化分子間的內(nèi)摩擦力而造成能量損耗。極化損耗的大小與電介質(zhì)的性能、結(jié)構(gòu)、溫度、交流電壓頻率等有關(guān)。

三、局部放電引起的損耗

絕緣材料中，不可避免地會(huì)有些氣隙或油隙。在交流電壓下，電場(chǎng)分布主要與該材料的介電系數(shù)ε成反比，氣體的介電系數(shù)一般比固體絕緣材料的要低得多，因此承受的電場(chǎng)強(qiáng)度就大，當(dāng)外加電壓足夠高時(shí)，氣隙中首先發(fā)生局部放電。

氣隙放電形成的電荷，在外施電場(chǎng)E0作用下移動(dòng)到氣隙壁上；這些電荷又形成反電場(chǎng)E，削弱了氣隙中的電場(chǎng)，很可能使氣隙中放電不再繼續(xù)下去。但是如外加的為交流電壓，半周后外施電場(chǎng)E0就反向了，正好與前半周氣隙中電荷形成的反電場(chǎng)E同向，加強(qiáng)了氣隙中電場(chǎng)強(qiáng)度，使氣隙中放電在更低電壓下發(fā)生。所以交流電壓下絕緣體里的局部放電及介質(zhì)損耗比直流電壓下強(qiáng)烈。在油浸電容器、電容套管等的設(shè)計(jì)制造及運(yùn)行。