高壓介質損耗因數測試儀檢定系統的研究

黃 洪 張杰梁 肖娜麗 董小龍

（福建省計量科學研究院，福建 福州350003）

高壓介質損耗因數測試儀檢定系統的研究

黃 洪 張杰梁 肖娜麗 董小龍

（福建省計量科學研究院，福建 福州350003）

為解決高壓介質損耗因素測試儀的檢定問題，在分析高壓介質損耗因數測試儀的工作機理的基礎上，設計一套高壓介質損耗因素測試儀檢定系統，并簡要說明控制流程的實現。介質損耗因數測量結果不確定度評定結果表明，該裝置可作為計量標準解決1級及以下等級高壓介質損耗因數測試儀的量值溯源問題。

高壓；電容；介質損耗因數；檢定系統

0 引言

高壓介質損耗因數測量儀是一種檢測各種絕緣套管、絕緣板、線纜、CT、PT等中高壓儀器的介損和電容[1-2]。依據電力行業推薦標準DL/T962相關技術條件要求，測量點需要覆蓋全部量程，且要選取若干單點電容的標準器對被檢的上、中、下三個位置的誤差進行檢定。而從當前國內高壓介質損耗測試儀的檢定裝置來看，各類標準器均需要人工切換檔位，這也大大影響檢定效率。因此自動高壓介質損耗因數測試儀檢定系統的構建就顯得尤為重要。

1 高壓介質損耗因數測試儀的工作機理

介損儀工作原理(如圖1所示)在結構上采用一體化設計，應用數字測量技術對各種高壓電力設備進行自動測量電容量及介質損耗因數的儀器設備。通常高壓電容及介質損耗因數測量單元、內置高壓試驗電源和高壓標準電容器組成的測量裝置。高壓試驗電源通常不高于10kV，輸出試驗電壓頻率為45Hz～55Hz[3-4]。

2 高壓介質損耗因數測試儀檢定系統的實現

絕緣材料一般可用C或R通過串聯或并聯組成的等效回路和矢量圖來表示。基于串聯模型的高壓介質損耗因素測試儀檢定系統如圖2所示[5]。

根據圖2，tgδ=Ur/ Uc=wRsCs。tgδ與Rs成正比，δ是影響介質損耗重要參數，它的正切值tgδ反映了高壓介質損耗因數的大小。要確定tgδ，只要確定Rs值即可。Rs可通過遠程控制器和PC軟件VISUAL BASIC來控制。整套裝置的流程圖和接線圖分別如圖3、圖4所示。圖4中，Cs1～Cs4為單點電容，Rs1～Rs4為無感電容。

檢定時，先設置需要檢定的標準點。設定完成后,計算機給標準器發送控制命令設定一個電容及介損,并控制被檢開始升壓。當被檢儀器電壓降至零后，上位機再發出指令，通過光電隔離器和繼電器進行電容切換，重復以上過程，即可完成被檢測試儀的檢定工作。

3 介質損耗因數測量結果不確定度評定

采用直接測量法，將被檢和標準高壓端并聯，由標準器給出參考值同時讀取被檢示值，從而確定被檢示值誤差。測量時，溫度為18℃～22℃，相對濕度為45%RH～75% RH。

3.1 數學模型

數學模型為△D=Dx-Ds。其中，Dx為被檢示值，Ds——標準示值。

3.2 A類標準不確定度分量評定

在相同條件下，選取標準器介質損耗因數的測量點為1%，每次測量均重新接線，測量列如下：