介质损耗的一些基本概念和测试设备
1、介质损耗
什么是介质损耗:绝缘材料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失,简称介损。
2、介质损耗角δ
在交变电场作用下,电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。 简称介损角。
3、介质损耗正切值tgδ
又称介质损耗因数,是指介质损耗角正切值,简称介损角正切。介质损耗因数的定义如下:
如果取得试品的电流相量 和电压相量 ,则可以得到如下相量图:
总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成,因此:
这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲,是通过测量δ或者Φ得到介损因数。
测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。绝缘能力的下降直接反映为介损增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因,如:绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。
测量介损的同时,也能得到试品的电容量。如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路,电容量就有明显的变化,因此电容量也是一个重要参数。
4、功率因数cosΦ
功率因数是功率因数角Φ的余弦值,意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重。功率因数的定义如下:
有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ),而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。一般cosΦ<tgδ,在损耗很小时这两个数值非常接近。
5、高压电容电桥
高压电容电桥的标准通道输入标准电容器的电流、试品通道输入试品电流。通过比对电流相位差测量tgδ,通过出比电流幅值测量试品电容量。因此用电桥测量介损还需要携带标准电容器、升压PT和调压器。接线也十分烦琐。
常见使用设备BY7350A型智能介质损耗测试仪(带CTV自激法测量)
BY7350A型智能介质损耗测试仪是发电厂、变电站等现场全自动测量各种高压电力设备介损正切值及电容量的高精度仪器。主电源由仪器内部的逆变器产生,经变压器升压后用于被试品测试。主电源的频率为45HZ和55HZ,避开了工频电场对试品的干扰,从根本上解决了强电场干扰下准确测量的难题。同时适用于全部停电后用发电机供电的场合。该仪器同样适用于车间、试验室、科研单位测量高压电器设备的tgδ及电容量;配以绝缘油杯可测试绝缘油介质损耗。该仪器可用正、反接线方法测量不接地或直接接地的高压电器设备。同时还可以测试全密封的CVT(电容式电压互感器)。仪器内部的逆变器和采样电路全部由数字化控制,输出电压连续可调。
工作原理:
在交流电压作用下,电介质要消耗部分电能,这部分电能将转变为热能产生损耗。这种能量损耗叫做电介质的损耗。当电介质上施加交流电压时,电介质中的电压和电流间成在相角差ψ,ψ的余角δ称为介质损耗角,δ的正切tgδ称为介质损耗角正切。tgδ值是用来衡量电介质损耗的参数。仪器测量线路包括��标准回路(Cn)和一被试回路(Cx),如图1所示。标准回路由内置高稳定度标准电容器与测量线路组成,被试回路由被试品和测量线路组成。测量线路由取样电阻与前置放大器和A/D转换器组成。通过测量电路分别测得标准回路电流与被试回路电流幅值及其相位差,再由数字信号处理器运用数字化实时采集方法,通过矢量运算得出试品的电容值和介质损耗正切值。
主要技术参数
使用条件 -5℃∽40℃ RH<80% 电 源 AC 220V±10% 频率无限制
高压输出 1KV∽10KV 每隔1kV
精 度 5%
*大电流 140mA
容 量 1000VA
自激电源 AC 0V∽30V 45HZ/55HZ
*大电流 15A
分 辨 率 tgδ: 0.001% Cx: 0.1pF
功能特点
1、仪器进行故障分析。
2、抗干扰能力强,在500KV(甚至更高)电压等级下的变电站的现场也能保持结果稳定、可靠,不仅能单频测试,也可实现45/55Hz双频测试。
3、仪器的试验电压实行“缓升缓降”,有效的防止“容升”效应,保护试品和仪器的**。
4、变频抗干扰介质损耗测试仪仪器实现过流过载的预前保护,能迅速切断试验电源,以保护试品和仪器的**。
5、仪器测试电缆采用硅橡胶以及其他特种绝缘材料复合制作而成,轻便柔软,10KV电压等级下可拖地使用。
6、仪器附带电子万年历和大容量存储空间,可记忆100组测试数据。
7、仪器带有标准的RS232接口,仪器内大量测试数据可上传给大型计算机使用。
使用注意事项:
1. 本仪器只能在停电设备上使用,其它设备可不断电;
2. 仪器自带有升压装置,应注意高压引线的绝缘及人员**;
3. 仪器应可靠接地;
4. 使用本仪器检测设备前,应先对设备进行绝缘检测;
5. 确定设备的耐压等级,正确选择仪器升压档位,以防击穿设备,损坏仪器;
6. 仪器所配专用高压电缆虽出厂时已检测合格,但测量时仍需远离人体;
7. 输入电压为AC220V±10%,超出范围都有可能影响测试精度;*大输入电压为AC264V,超过此值会造成长久损 坏, 对此厂家不予保修;
8. 打印机有可能在搬运过程中因卷纸松动而出现打印卡纸,此时只需将卷纸取出,绕紧后重新装入;
9. 仪器应注意防潮,防剧烈震动;
10. 发电机供电时应将输出零线接地,否则会提示接地有误;
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