油介质损耗测试仪技术参数:
测量范围 |
电容: 1 pF~200 pF 介损:0~10% |
测量精度 |
电容:±(0.5%.C+ 1pF) 介损:±(1%.D+0.00008) |
分 辨 率 |
电容: 0.01pF 介损:1×10-5 |
控温范围 |
室温~100℃ |
控温精度 |
±0.5℃ |
输出电压 |
3000-2000V连续可调 |
工作电源 |
AC220V±10% 50Hz |
使用温度 |
0℃~40℃ |
相对湿度 |
小于等于90% 无结霜 |
重 量 |
10Kg |
以电容试品为例,当工频电压加在电容上时,其上流过两个电流(科A):容性电流Ic和阻性电流Ir,合成为试品电流Ix。Ic和Ir形成的夹角δ即为介质损耗角。当干扰电流Ig流入试品时,与Ix合成为Igx,Ix与Igx之间的夹角β是由干扰电流Ig形成的。测量到的电流Igx与Uc的夹角是β+δ与阶损角δ相差很大。
(二)油介质损耗测试仪方法
目前,智能介质损耗仪通常采用的抗干扰方法主要有种:
(1)、移相法
方法是将加到试品上的测试电压Ur移相,使Uc与Ig同相位(Ur与Uc恒定相差90度),从图B中可见,测量到的电流Igx与有效的Ix相差不大(当干扰电流较小时),如果能再反Ig方向将Uc移相一次,两次数据合成即能准确地找到阶损角δ(即使干扰电流较大)。
(2)、变频法
现场测量时通常使用工频电源,而现场干扰主要也是工频,同频率的电源相互叠加形成干扰,去除无用的干扰而保留有用测试电流是非常困难的。用非工频电源进行测量,则工频电源的干扰电流与测试电流由于频率不同,是很容易区分开的。比如,将所含有干扰混合信号的前10mS,与后10mS信号相加,就去除了工频干扰,而测量信号不是50Hz所以得以保留。
(3)、波形分析法
计算机的运用,使大量的工程分析计算变得方便,通过对现场干扰的大量采集分析,结合测量到的波形,运用高等数学理论,巧妙地去除干扰,也同样达到目的。甚至去除一、三、五次谐波也很方便。
(三)油介质损耗测试仪要求
工程测量介质损耗,通常要求能分辨出0.1%介损值是不过分的。
介质损耗:tg(δ)=0.1%=0.001
损耗角度:δ=0.0570
对应时间:T=δ/3600×20mS=3.183μS
(四)、油介质损耗测试仪比较
干扰信号是由干扰源通过媒介放加到试品上,即使干扰源是恒定的,但传输媒介是空气及其它绝缘体不是恒定介质(图C、图D),所以干扰电源Ig方向随机变化的程度≥0.0570不足为奇。要使测试电源随时跟踪Ig,而跟踪角度误差≤0.0570绝非易事。所以*终抗干扰虽然有效,但是测量精度不容易提高。
运行的设备(试品)在工频下运行,要求知道在工频条件下的介质损耗。
理论上:介质损耗=2πfRC,(f=50Hz)
所以用非工频的f’电源加在试品上所测得的介质损耗=2πf’RC,再由这一结果推算出2πfRC易如反掌。
然而运行设备的等效R,不是理想的电阻,其中更多的是有极分子,其等效R随频率f的变化而变化,所以尽管理论上介质损耗与频率成正比,而实际介质损耗(2πfRC)不与频率成正比。这给根据变频2πf’RC推算工频2πfRC造成了麻烦。
为了减小这个非线性误差,f’采用接近工频的频率,但过分接近等于没有变频,这就是主要矛盾。好在大多数试品对频率的敏感没有那么强烈。所以变频法抗开扰是比较成功的。
产生一个有一定的功率,且又是正弦波的异频电源有较大的难度。因为异频电源波形的失真度对相角的影响很大,或者与实际工频正弦波电源情况下所造成的介质损耗有误差。
为了去除接近f’工频干扰,变频法不得不处理大量的数据,所以相对测量时间较长。
(五)油介质损耗测试仪SXJS-IV处理干扰的方法
测试电源采用工频,使测量与实际一样。交错分时测量干扰信号和综合信号,将所有测到的信号都**也锁定在与测试电源同步的0相位上,再将干扰信号倒相与综合信号叠加得到有效信号。
在数字处理上,广泛地采用数字与电子技术,剔除了相角相差1%的信号,剔除了数值较大的几组信号,也剔除了数值较小的几组信号,再将许多组中值信号求平均值得出结果,而每组信号都是由许多测量信号与处理后的干扰信号构成的。在调试中所有数据都以6位有效数字计算。为了提高测量速度,采用双计算机和高速并行A/D转换器处理信息,软件全部用汇编完成。
对于强干扰信号较**地测出其大小不难,仪器特别设计的高精度相位锁定器能将其准确地定相,为完全消除干扰提供了便利;对于弱干扰信号粗略地测出其大小也是可以的,而相位锁定器并不受测量信号的大小影响,仍然准确定相,弱干扰本来对测量信号的影响就小,再粗略地去除其大部分,也可以认为去除了干扰。
对于突发性干扰信号,仪器尽可能地将采样的干扰数据废除,或宣布测试失败,以保证数据结果的可靠性。
实验数据:用工频500V电压回载50pF电容,测量信号电流约8μA,无干扰时,快速测量测得介损为0.08%,抗干扰测量测得介损为0.08%;用20000V工频做干扰,距离被试品10厘米,快速测量测得介损为12.23%,抗干扰测量测得介损为0.09%。
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