技術(shù)天地
SFJS-6000C 異頻抗干擾介質(zhì)損耗自動測試儀
發(fā)布日期：2020-06-03 點擊：3265次
湖北四方國瑞電力控股有限公司.位于國家級高新技術(shù)開發(fā)區(qū)四方國瑞電力工業(yè)園內(nèi)，是一家專業(yè)從事電力電氣檢測（測量）設(shè)備、儀器儀表、電力自動化系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的資深品牌科技企業(yè)。
使用安全措施
1、使用本儀器前一定要認(rèn)真閱讀本手冊。
2、測試人員應(yīng)具備一般電氣設(shè)備或儀器的使用常識。
3、測試人員必須完全嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，必須完全了解高壓測試線路，及儀器操作要點。
4、非從事測試人員必須遠(yuǎn)離高壓測試區(qū)，測試區(qū)必須用柵欄或繩索、警視牌等清楚表示出來。
5、必須保證本測試儀可靠接地。
6、保險管損壞時，必須確保更換同樣規(guī)格的保險管。
7、儀器出現(xiàn)故障時，關(guān)閉電源開關(guān)，等待一分鐘之后再檢查。
8、儀表應(yīng)避免劇烈振動。
9、對儀器的維修、護理和調(diào)整應(yīng)由專業(yè)人員進行。
本儀器只能在停電的設(shè)備上使用；
必須保證儀器和被試設(shè)備的接地端可靠接地網(wǎng)上；
根據(jù)被試設(shè)備接地情況正確選擇正、反接法；
目 錄
一、概述 1
二、性能特點 1
三、技術(shù)指標(biāo) 2
四、儀器介紹 2
五、測量原理 3
六、接線方法 5
七、操作步驟 9
八、注意事項 11
九、配套清單 12
一、概述
介損絕緣試驗可以有效地發(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)防性試驗中都廣泛應(yīng)用。
ZSJS-6000C 異頻抗干擾介質(zhì)損耗自動測試儀采用變頻電源技術(shù)，利用單片機和電子技術(shù)進行自動頻率變換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)運算，達到抗干擾能力強、測試速度快、精度高、操作簡便的功能。
變頻電源采用大功率開關(guān)電源，輸出45Hz和55Hz純正弦波，自動加壓，可提供最高10kV的電壓；自動濾除50Hz干擾，適用于變電站等電磁干擾大的現(xiàn)場測試。
二、性能特點
1、儀器測量準(zhǔn)確度高，可滿足油介損測量要求，因此只需配備標(biāo)準(zhǔn)油杯，和專用測試線即可實現(xiàn)油介損測量。
2、采用變頻技術(shù)來消除現(xiàn)場50Hz工頻干擾，即使在強電磁干擾的環(huán)境下也能測得可靠的數(shù)據(jù)。
3、過流保護功能，在試品短路或擊穿時儀器不受損壞。
4、內(nèi)附標(biāo)準(zhǔn)電容和高壓電源，便于現(xiàn)場測試，減少現(xiàn)場接線。
5、儀器采用大屏幕液晶顯示器，測試過程通過漢字菜單提示既直觀又便于操作。
三、技術(shù)指標(biāo)
測 量 范 圍 電容值：3pF ～ 60000 pF/10kV 60pF ~ 1μF/0.5kV
介損范圍：0 ～ 100%不限，分辨率：0.001%，
電容、電感、電阻試品自動識別
最 大 誤 差 電容精度：±（1.0%×讀數(shù)±1 pF）
介損精度：±（1.0%×讀數(shù)±0.04%）
分 辨 率 電容分辨率：最小可分辨0.001 pF
介損分辨率：最小可分辨0.001
試驗電流范圍 10μA～5A
內(nèi) 施 高 壓 設(shè)定電壓范圍：0.5～10k，最大輸出電流：200mA
試 驗 頻 率 50Hz單頻，45/55Hz自動雙變頻
供 電 電 源 180V ~ 270VAC ，50Hz / 60Hz ± 1% （市電或發(fā)電機供電）
工 作 環(huán) 境 環(huán)境溫度：0 ～ 40℃； 環(huán)境濕度：≤ 90%RH，不結(jié)露
外 形 尺 寸 50Hz單頻，45/55Hz自動雙變頻
重 量 27.6 kg
四、儀器介紹
圖1 儀器面板和側(cè)面
1．CX插座：是試品信號的測量輸入端，正接線時由專用低壓電纜連接，此電纜單層屏蔽帶特制鱷魚夾，接試品低端。反接線時此端空置。
2．CN插座：是外標(biāo)準(zhǔn)電容信號的測量輸入端，使用內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)時此端空置。
3．接地樁：實驗時，必須通過接地線接地。
4. 電源開關(guān)：整機電源的開啟和關(guān)閉。
5. 電源座：供電電源輸入口，交流220V±10%，50Hz，帶保險倉。
6. 按鍵區(qū)：“增大”、“減小”、“功能”、“確定”
7．接線示意圖
8．打印機：打印測量數(shù)據(jù)。
9．顯示器：128×64液晶顯示器，顯示菜單和各種提示信息及測量結(jié)果。
10．升級調(diào)試接口。
11．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。
五、測量原理
1、儀器結(jié)構(gòu)
圖2 儀器結(jié)構(gòu)圖
測量電路：傅立葉變換、復(fù)數(shù)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、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，最大無功輸出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，將反接線電流信號送到低壓側(cè)。隔離電壓20kV。
2、工作原理
啟動測量后高壓設(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，測量電路將實測高壓送到變頻電源，微調(diào)低壓，實現(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)試驗電流自動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(biāo)準(zhǔn)電流和試品電流進行矢量運算，幅值計算電容量，角差計算tgδ。反復(fù)進行多次測量，經(jīng)過排序選擇一個中間結(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0V。
按被測試品是否接地分兩種測量方式，即正接線測量方式和反接線測量方式。兩種測量方式的原理如圖3所示：
a 正接線測量 b反接線測量
圖3 測量原理圖
在高壓電源的10kV側(cè)，高壓分兩路，一路給機內(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?/span>ICN 可做為容性電流基準(zhǔn)。在Cx試品一側(cè)，試品電流Icx通過采樣電阻R采入機內(nèi)，此Icx可分解成水平分量和垂直分量見圖二所示，通過計算水平分量與垂直分量的比值即可得到tgδ值。
在圖3（a）中Cx為非接地試品，試品電流Icx從試品末端進入采樣電阻R，得到全電流值，在圖3（b）中Cx為接地試品，機內(nèi)Cx端直接接地，電流Icx從試品高壓端到機內(nèi)采樣電阻取得全電流值。
a 電流矢量法 b 試品等效電路
圖4 試品等效電路
六、接線方法
儀器引出端子說明：
HV --- 儀器的測量引線高壓端（帶危險電壓）。
CX --- 正接線時試品電流輸入端。
--- 儀器的接地端，使用時與大地可靠相接。
1、正接法（見圖5）
當(dāng)被測試設(shè)備的低壓測量端對地絕緣時，可以采用該接線法測量。
下面以標(biāo)準(zhǔn)電容器BR16正接法測量為例。
（1）高壓線的屏蔽線接標(biāo)準(zhǔn)電容器的高壓端;
（2）將黑色專用低壓電纜從儀器面板上的Cx端引出 ，低壓芯線接標(biāo)準(zhǔn)電容器的低壓端L（見圖11）；低壓屏蔽線接被標(biāo)準(zhǔn)電容器屏蔽端E。（如試品無屏蔽端則懸空）
圖5 標(biāo)準(zhǔn)電容BR16正接線（非接地試品）接線法
特別注意：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（見圖6）
（1）高壓線的芯線接標(biāo)準(zhǔn)電容器的低壓L端;高壓線的屏蔽端接標(biāo)準(zhǔn)電容器的E端。
（2）標(biāo)準(zhǔn)電容器的高壓端接地。
圖6 標(biāo)準(zhǔn)電容器BR16反接線（接地試品）接線法
注意：HV插口輸出10kV危險電壓，將高壓絕緣電纜插在HV插口上
3、串級式電壓互感器：
1）常規(guī)法：采用正接法測量，見圖7所示：
圖7 常規(guī)接線法
X接地點打開，使A，X相連后接儀器HV端，低壓端所有繞組短接后接Cx端。
注 意： 此試驗電壓為2～3kV，并且高壓A、X短路時要注意X端引線與端子盒保持距離。
2）末端屏蔽法（正接線方式），見圖8，可施加10kV電壓，由于電壓在AX繞組的不等壓分布，電容量值比常規(guī)法要小很多。
圖8 末端屏蔽法接線
3）末端加壓法（正接線方式）見圖9所示，此方法受X點耐壓限制，只能施加2.5～3kV電壓，同樣，電容值誤差較大。
圖9 末端加壓法接線
4、套管試驗：
1） 對于單獨的套管（未安裝到變壓器）測量導(dǎo)電桿對測屏的電容和介損值，高壓端HV加導(dǎo)電桿，CX 接測屏，用正接線法進行測量。
2） 對于安裝到變壓器上的套管由于導(dǎo)電桿與繞組連接的關(guān)系，必須將A、B、C、O套管的導(dǎo)電桿短路接HV高壓端，Cx端接不同套管的測屏，用正接線法測量電容和介損值。
5、變壓器器身的介質(zhì)損耗測量：
變壓器的外殼因直接接地，所以儀器用反接線方式測量。測量部位按下表進行。
注意：高壓由HV插口引出，將高壓電纜一端插入HV插口，另一端接被測線圈高壓端。Cx插口不用。
測量線圈和接地部位
序號 雙線圈變壓器 三線圈變壓器
被測線圈 接地部位 被測線圈 接地部位
1 低壓 外殼和高壓線圈 低壓 外殼、高壓和中壓線圈
2 高壓 外殼和低壓線圈 中壓 外殼、高壓和低壓線圈
3 高壓 外殼、中壓和低壓線圈
4 高壓和低壓 外殼 高壓和中壓 外殼和低壓線圈
5 高壓、中壓和低壓 外殼
6、斷路器斷口電容試驗：
斷口電容的介損及電容測量時，將高壓電纜和Cx測量電纜加到斷口電容兩端，用正接線方式測量。如圖10所示：
圖10 斷路器斷口電容試驗接線
7、電流互感器：
1） 鏈?zhǔn)交虼壥浇Y(jié)構(gòu)的電流互感器：這類電流互感器現(xiàn)場測量可按一次對二次繞組用正接線方式測量，或?qū)⒍卫@組全部接地用反接線方式進行測量。
2） 電容型電流互感器：最外層有末屏引出端，試驗時，可采用正接線進行一次繞組相對末屏的tgδ及電容的測量。
8、測量時注意事項：
1）在試驗現(xiàn)場發(fā)生刮風(fēng)天氣時，要人扶絕緣桿、避免高壓端接觸不良造成測試數(shù)據(jù)不穩(wěn)、不對或儀器復(fù)位等現(xiàn)現(xiàn)象。
2）高壓電纜HV插口的金屬體帶10kV危險高電壓。
七、操作步驟
1、測量前準(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：將高壓電纜插頭插入后門HV插座中，將另一端的黑色鱷魚夾夾到被測試品的高端引線上,也可以把紅色鱷魚夾與黑色鱷魚夾并聯(lián)使用。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或末屏等，黑色夾子接地或懸空或接屏蔽裝置。
3）反接線時：將高壓電纜插頭插入后門HV插座中，將另一端的紅色鱷魚夾夾到被測試品的高端引線上，黑色夾子懸空或接屏蔽裝置。Cx插座不用。
2、打開電源開關(guān)，計算機進行自檢，液晶屏顯示中文主菜單如圖11所示。
3、菜單選擇：
1）按“功能”鍵可移動光標(biāo)至各菜單項，并循環(huán)指示。被選中項反白字體顯示。選擇鍵的流程見圖12所示。
2）在光標(biāo)當(dāng)前所示項目，按“增大”、“減小”鍵可進行該項菜單的變更，并循環(huán)指示，流程見圖13所示。
3）將菜單變更至與測試要求相對應(yīng)后即可按選擇鍵進行下個項目的選擇。
圖11
圖12 圖13
圖14 圖15
4、測試：打開開關(guān)，當(dāng)光標(biāo)在測試項目上時，按確認(rèn)鍵大約5秒鐘開始測試。測試過程中顯示的畫面如圖14（正接線，變頻）所示，當(dāng)下面的進程到100%時候測試完畢，然后顯示測量結(jié)果見圖15所示，此時光標(biāo)指示打印機圖標(biāo)，按確認(rèn)鍵打印報告。
測量結(jié)果的意義如下：
tgδ：試品的損耗因數(shù)tgδ值
CX：測量的電容值
V：施加電壓值
I：試品流過的電流
F1，F2：試驗頻率
打印結(jié)束后，關(guān)閉電源開關(guān)，測試完畢。
八、注意事項
1、遵守本單位的高壓試驗安全工作規(guī)程。
2、高壓試驗必須由2名以上工作人員參加，1人操作，1人監(jiān)護。
3、接線完畢后，由1人負(fù)責(zé)檢查。
4、測試結(jié)束后，關(guān)閉電源開關(guān)。嚴(yán)禁帶電拆裝高壓電纜！
5、儀器出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，關(guān)閉電源開關(guān)，等待一分鐘左右再檢查。
6、反接線校驗標(biāo)準(zhǔn)介損器時，將標(biāo)準(zhǔn)介損器放在絕緣物體上，離地60-100cm，將高壓電纜接頭懸空吊起遠(yuǎn)離地面，避免高壓線夾對地的分布參數(shù)影響數(shù)據(jù)。
7、高壓電纜損壞時，可以用低壓CX線懸空使用，本產(chǎn)品高低壓電纜接線方式相同，可以互換使用。。
8、測量完畢必須關(guān)閉電源開關(guān)，等待一分鐘左右再拆線。
九、配套清單
序號 名 稱 數(shù) 量 單 位
1 主機 1 臺
2 高壓輸出屏蔽電纜 1 根
3 試品輸入電纜 1 根
4 AC 220V/10A電源線 1 根
5 熱敏打印紙 2 卷
6 保險管5A 4 支
7 接地線 1 根
9 說明書 1 本
10 出廠報告 1 份
11 合格證 1 張
附 錄
1、測量試品介質(zhì)損耗因數(shù)時，若測量結(jié)果為（-tgδ），是否表明試品介質(zhì)損耗很?。?/span>
不一定。
測量tgδ時，出現(xiàn)（-tgδ）值的原因主要有：在潮濕天氣條件的下瓷套表面凝結(jié)水膜，加接保護環(huán)，套管內(nèi)部油質(zhì)劣化、套管抽壓小套管絕緣電阻降低、試驗裝置屏蔽不完善等，在試品內(nèi)部或測試電路中形成三端T形網(wǎng)絡(luò)、電場的干擾以及標(biāo)準(zhǔn)電容介質(zhì)損耗大于試品介質(zhì)損耗或者三種影響同時存在所引起。
而試品出現(xiàn)（-tgδ）時，是沒有物理意義的。因此，當(dāng)出現(xiàn)（-tgδ）時，必須查明原因，消除（-tgδ）的測量值。
2、測量絕緣油的tgδ時，為什么一般要將油加溫到約90℃后再經(jīng)行？
絕緣油的tgδ值隨溫度升高而增大，越是老化的油，其tgδ隨溫度的變化也越快。
例如，老化了的油在20℃時tgδ值，相當(dāng)于新油tgδ值的2倍，在100℃時可相當(dāng)于20倍。也常遇到這種情況，20℃時油的tgδ值不大，而70℃所測得的tgδ又遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)，所以應(yīng)盡量在高溫時測量油的tgδ。
另外，變壓器油的溫度常能達到70～90℃，所以測量90℃絕緣油的tgδ值對保證變壓器安全運行是一個較重要的參數(shù)。
基于上述，《規(guī)程》規(guī)定在90℃下測量絕緣油的tgδ。
