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SP-JS介质损耗测试仪


   变压器介质损耗测试仪

             

 

产品名称: 变压器介质损耗测试仪
产品型号: SP-JS
简单介绍
一、概况 本仪器是一种先进的测量介质损耗(tgδ)和电容容量(Cx)的仪器,用于工频高压下,测量各种绝缘材料、绝缘套管、电力电缆、电容器、互感器、变压器等高压设备的介质损耗(tgδ)和电容容量(Cx)。它淘汰了QSI高压电桥,具有操作简单、中文显示、打印、使用方便、无需换算、自带高压,抗干扰能力强, 测试时间短等优点,是我厂的第三代智能化介质损耗测试仪。

变压器介质损耗测试仪

的详细介绍

一、概说
   
SP-JS型系列智能化介质损耗测试仪是一种先进的测量介质损耗( tgδ)和电容容量( Cx )的仪器,用于工频高压下,测量各种绝缘材料、绝缘套管、电力电缆、电容器、互感器、变压器等高压设备的介质损耗( tgδ)和电容容量( Cx )。它淘汰了QSI高压电桥,具有操作简单、中文显示、打印,使用方便、无需换算、自带高压,抗干扰能力强 等优点。JSY—03体积小、重量轻,是我厂的第三代智能化介质损耗测试仪。 
二、技术指标
   
1.环境温度:0~40(液晶屏应避免长时日照)
   
2.相对湿度:30%~70
   
3.供电电源:电压:220V±0%,频率:51Hz
   4.外形尺寸:长××高=490mm×300mm×390mm
   
5.重量:约18g
   
6.输出功率:1VA
   
7.显示分辨率:4位
   
8.测量范围:
           
介质损耗(tgδ):0-50 
           
电容容量(Cx)和加载电压:
           
.5KV档: 00nF( 00000pF)
           
3KV档:00nF( 00000pF)
           
5KV档: 6nF( 6000pF)
           
.5KV档: 4nF( 4000pF)
           
10KV档: 0nF( 0000pF)
   
9.基本测量误差:
           
介质损耗(tgδ): 1%±.7%(加载电流20μA~500mA)正接
           
介质损耗(tgδ): 2%±.9%(加载电流 5μA~2A)反接
           
电容容量 Cx):1.5%±.p
三、结构
   
仪器为升压与测量一体化结构,输出电压2.5KV~10KV五档可调,以适应各种需要,在测量时无需任何外部设备。接线与QSI电桥相似,但比其方便。
   
图一为仪器操作面板图,图二为仪器接线端面图。
       
显示窗————————液晶显示屏。
       
试验电压选择开关———当开关置于时,仪器无高压输出。
       
操作键盘———————选择测量方式、起动、停止、打印等操作。
       
电源插座——————— 保险丝用5A。
       
电源开关———————电源通断。
       
起动灯————————指示高压输出。
       
打印机————————打印测试结果。
★★★★⑻ 接地端子——————使用前,必须将该端子可靠接地!!!
     
★⑼ 测量电流输入端IX———有两个出线头,中心头(红色,有CX标记)应与被 试品一端相接,屏蔽头(黑色,有E标记)是仪器内部高压输出 一个参考端,在 正接法测量时应接地;在反接法测量时应浮空;外接法参见外接高压法
     
★⑽ 标准电流输入端IN———仅当外接标准电容器进行测量时才用,该端应与外接 标准电容器 一端相连。IN必须小于100mA!!!
       
测量高压输出端UH——只有一个大铁夹出线头(有UH标记),与被试品一端 相接。

     

四、工作原理
   
仪器测量线路包括一路标准回路和一路测试回路,如图三所示。
   
标准回路由内置高稳定度标准电容器与标准电阻网络组成,由计算机实时采集标准回路电流与测试回路的电流幅值及其相位差,并由之算出被测试品的电容容值(Cx )和其介质损耗(tg)。
   
数据采集电路全部采用高稳定度器件,采集板和采集计算机被铁盒完全浮空屏蔽,仪器的外壳接地屏蔽;另外使用了光导数据、浮空地、大面积地、单点地、数字滤波等抗干扰技术,加之计算机对数百个电网周期的数据进行处理,故测量结果稳定、精确、可靠。
   
由图三可见,仪器高压变压器的高压侧和测量线路都是浮地的,用户可根据不同的测量对象和测量需要,灵活地采用多种接线方式。如采用正接线法进行测量时,可将点接地;而当采用反接线法进行测量时,可将“UH”点接地,而将E点浮空。
   
图中除测试品 Cx 外,其余为本仪器。细线框内部分对仪器外壳能承受15KV工频高压5分钟,额定耐压10KV。仪器内附标准电容CN,名义值为50PF,tgδ≤.0001,耐压10KV。高压变压器,额定输出功率为1KVA。
   
点为仪器的内屏蔽与测量电缆的屏蔽层相连,不是大地,与仪器的外壳也不连通!!!

五、使用方法
   
★★★ 安全操作注意事项
   
1.使用时必须将仪器的接地端子可靠的接地。
   
2.只有关闭仪器电源,试验电压选择开关置于位置时,接触仪器的后部及其测 量线缆与被试品才被认为是安全的。
   
3.仪器在测量时,严禁操作试验电压选择开关。
   
4.正接线法UH端为高电压,反接线法IX端为高电压,使用时必须根据实际情 况,将带高压的线缆与地保持足够的距离。
    5
.不得更换不符合面板指示值的保险丝管,内部一只保险丝为:0.5A
   
6.使用时尽可能用厂家随仪器提供的线缆以确保测量准确度。
   
7.操作键盘
       
备用—————不用。
       
快测—————快速测量,无抗干扰功能。
       
抗扰—————抗干扰测量。
       
正接—————正接法测量。
       
打印—————在测试结果出来后,打印测试数据。
       
反接—————反接法测量。
       
起动—————起动高压,开始测量。
       
外接—————外接法测量。也用来选择外接标准电容的容量。
       
停止—————可以在测试过程中,中断测量。
   
测试前先用"试验电压"开关选好输出电压,然后用操作键盘选择好测试方式。仪器首先自检(显示屏、光电通讯、内存、操作键、数模转换、电网频率...),自检通过后,进入主目录。这时按屏幕提示即可完成测试。
   
进入测量状态后,用户随时可用停止键退出测量状态。
   
做正、反接测量时无须人工干预。
   
做外接方式测量时,中途会显示请关闭外接高压!并停一下,等候人工将外加高压关闭,关闭外高压后,(必须关闭外加高压),再按一次起动,键才能完成测试。
   
如果外高压未关闭,则测试结果不真实!
   
★★★ 外接标准电容的容量选择:
    “
外接方式时,每按一次外接键,则显示的外接标准电容容量XXXXp将改变,共八种容量供选择(最后一种为厂家调试用,用户使用则无效。):
   
0p F,100pF,150p F200p F,500p F,1000p F,XXXpF,XXXpF。
   
应选择与外接标准电容相等的容量。如果使用的外接电容容量特殊,可请生产厂家将该电容容量输入仪器中。如果选择的外接标准电容与实际不相等,则测量结果会受影响。
   
正接线法:(接线如图四所示)
   
通电前,先将试验电压开关置于位置。将UH端子用专用线缆的大铁夹(有UH标记),接至被试品的高压端,将IX端子用另一根专用线缆的芯线线头(红色,有CX 标记)接被试品CX低压端,它的屏蔽线头(黑色,有E标记)接地,如果试品低压端有屏蔽端子,可用导线将该端子与连接后接地。
   
通电后,按正接键。选好正接线方式:用试验电压开关选好电压:然后按起动键开始测试。

    反接线法:(接线如图五所示)
   
通电前,先将试验电压开关置于位置,将UH端子接地,将IX的芯线(有CX标记)接至被试品CX的高端。
   
通电后,按反接键,选好反接线方式;用试验电压开关选好电压;然后按起动键开始测试。
   
★★★特别注意:屏蔽“E”与IX电位接近,可接至被试品高压端的屏蔽或者悬空,绝对不能接地!!!。

    外接高压法:(接线如图六所示)
    CB
为外接标准电容,CX为被试品。
   
当被试品要求试验电压大于10KV时,可以外接高压进行测量,即不使用仪器内部高压变压器,而外接一台高压装置进行测量。
   
★★★注意:外接高压法进行测量时,试验电压开关必须置于位置!!!
   
★★★外接高压法时,应外接标准电容器CB,不许使用仪器内标准电容器!!!
   
通电后,多次按外接键,选好外接线方式以及外接的标准电容容量,必须再将试验电压开关置于位置!调整好外接电压,然后按起动键开始测试。
  SXJS-IV
型为中文液晶显示,有中文汉字提示各类测试信息。当测试完成后,可按打印键,打印测试结果。
六、保管免费及免费修理期限
   
仪器应在原厂包装条件下,于室内贮存,其环境温度为0-40相对湿度为30%-70%,且在空气中不应含有足以引起腐蚀的有害物质。仪器从冷环境突然到热环境中时,可能有结露,应等结露消失后再使用。每年应打开仪器,清除由于野外作业产生的灰尘,特别是内部标准电容处的灰尘。
   
仪器和附件自制造厂发货日期起12个月内,当用户在完全遵守制造厂使用说明书所规定的保管的使用条件下,发现产品制造质量不良或不能正常工作时,制造厂负责给予修理或更换。
七、仪器成套性
   
(1)介质损耗测试仪 1台
   
(2)专用测试线缆 2根
   
(3)保险丝(5A) 4只
              
(0.5A)   2只
   
(4)电源线  1根
   
(5)使用说明书 1份
   
(6)产品合格证 1份

附录:抗干扰探讨

(一)、干扰
    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(图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βδ与阶损角δ相差很大。
(二)、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信号,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)、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%=0.00
   
损耗角度:δ=0.057°
   
对应时间:T=δ360°×0mS=3.183μ
(四)、比较
   
干扰信号是由干扰源通过媒介施加到试品上,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),所以干扰电流Ig方向随机变化的程度.057°不足为奇。要使测试电源随时跟踪Ig,而跟踪角度误差0.057°绝非易事。所以最终抗干扰虽然有效,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。所以变频法抗干扰是比较成功的。
   
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)、SP-JS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精确地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。
   
对于强干扰信号较精确地测出其大小不难,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电压加载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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