成组电容型电流互感器介质损耗因数tanδ测量装置

技术领域

本发明提出的是电力领域的成组电容型电流互感器，具体地说是成组电容型电流互感器介质损耗因数tanδ测量装置。

背景技术

介质损耗因数tanδ是反映高电压电气设备绝缘性能的一项重要指标，通过测试tanδ可以反映出绝缘的一系列缺陷。电力设备在运行过程中，要定期对tanδ进行测试，若达不到一定标准将不能继续使用该电力设备。长期以来，tanδ的测量是通过介质损耗测试仪实现的，但它的测试程序复杂操作量大测试时间长，并易受人为因素的影响，这些都限制了介质损耗测试仪在电力系统中的应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提供成组电容型电流互感器介质损耗因数tanδ测量装置。该装置通过改进介质损耗测试仪，将其电阻R4的阻值减小，将10000/π改为1000/π，迫使A、B两点都处在地电位，消除I

本发明解决技术问题所采用的方案是：

成组电容型电流互感器介质损耗因数tanδ测量装置，包括介质损耗测试仪、高压挡位选择开关S2和继电器K2；左侧为待测成组电容型电流互感等效模型，右侧为介质损耗测试仪，中间通过高压挡位选择开关S2进行连接，继电器K2是控制端接入介质损耗测试仪并由介质损耗测试仪控制；高压挡位选择开关S2的挡位分4挡，从下到上分别为0、1、2、3；0挡位为接地挡位，测试前各仪器接地放电，并保护人员不受高压伤害，开始测测量时，高压挡位选择开关S2挡位依次向0-1-0-2-0-3-0变化，别对成组三台成组电容型电流互感器进行测量，并接地放电；其中，改进介质损耗测试仪，将介质损耗测试仪中电阻R

进一步的，介质损耗测试仪的改进措施还有：

①正确选择接线方式，若试品的两个电极都不接地，正接法比较简单准确；若有一极固定接地，则必须采用反接法；

②试品尺寸较大，各部分可以分别测试时，单独测量各部分的介质损耗，以提高发现缺陷的灵敏度；

③现场测试时，若没有高压标准电容器，可用介质损耗角正切值tanδ1较小，数值已知，电容量合适的其他高压设备来代替，则被试品的介质损耗为：tanδ＝tanδ1+tanδ2其中，tanδ2为电桥上的读数；

④外界有电场干扰时，将使电桥无法平衡或带来严重误差，可采用以下方法消除：

1)屏蔽法：用金属网将试品屏蔽起来，使干扰电流只经屏蔽，不经测量元件；

2)倒相法：轮流由A、B、C三相选取试验电源，每相又在正、反两种极性下测出介损值tanδ1和tanδ2，取差值最小的一相，再求平均值即可得被试品的tanδ近似值：

此时的测量误差为：

3)移相法：用移相器改变试验电压的相位,在试验回路的电流与干扰电流同相和反相下测试tanδ；在现场测试时,应尽量远离漏磁大的设备；检流计要注意磁屏蔽,必要时可将检流计的极性转换开关倒换一下,取两次读数的平均值；

⑤被试品和标准电容器的高压连接线不应出现电晕,否则tanδ增高；被试品的测量电极的外部绝缘有脏污或受潮,将分流流过桥体的电流,导致tanδ偏小甚至出现负值。

积极效果，由于本发明对介质损耗测试仪测试作了一定的改进，解决了测试时对绝缘和抗干扰能力的要求。将介质损耗测试仪电阻R4的阻值减小，将10000/π改为1000/π，迫使A、B两点都处在地电位，消除I

附图说明

图1为介质两端施加交流电压的电路图；

图2为将介质看成一个电阻和一个无损电容并联组成的等值电路图；

图3为根据图2等值电路图作出的向量图；

图4为介质损耗测试仪原理图；

图5为寄生电容电路图；

图6为保护电压电路图；

图7为实施例电路原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

据图所示，附图说明中的图1为介质两端施加交流电压的电路图，附图说明中的图2将介质看成一个电阻和一个无损电容并联组成的等值电路图，附图说明中的图3是根据等值电路作出的向量图，其中，取电压为基准值。

由附图说明中的图2可见通过介质的总电流I是由通过电阻的有功电流I

因为：IR＝U/RI

附图说明中的图3向量图可知：tanδ＝I

所以P＝UI

可见，对于一定尺寸结构的设备，此时C为一定值，当所加电压的频率和大小一定时，介质损耗P的大小与介质损耗角的正切值tanδ成正比。即tanδ的大小反映了介质损耗的大小。

附图说明中的图7，该装置可以在不变更接线的前提现对成组电容型电流互感器介质损耗因数tanδ进行测量，主要原理为：左侧为待测成组电容型电流互感等效模型，右侧为介质损耗测试仪，中间通过高压挡位选择开关S2进行连接，K2是控制端接入控制仪并由测试仪控制。挡位开关分4挡，从下到上分别为0、1、2、3。0挡位为接地挡位，测试前多仪器接地放电，并保护人员不受高压伤害，开始测测量时，挡位依次向0-1-0-2-0-3-0变化，别对成组3台电流互感器进行测量，并接地放电。

1.介质损耗测试仪的工作原理

如图4所示，介质损耗测试仪主要由CA、CB、AD、BD四个桥臂组成：CA为被试品的等值电路，CX、RX并联电路；CB为无损空气电容器C

如果电桥不平衡，则G中有电流通过，即I

得到

Z

由图2可知：

代入式(1)得：

化简后可得：

ω

由实部、虚部分别相等，得：

1-ω

R

又因为tanδ＝1/ωC

tanδ＝1/ωC

在使用电源频率f＝50Hz时，

ω＝2πf＝100π。为便于计算和读数，将R

如果C

综上所述，当调节介质损耗测试仪达到平衡时，C

2.介质损耗测试仪的不足之处和改进措施

(1)不足之处

图4所示桥路中A、B两点存在对高压和对地的寄生电容C

C

(2)改进措施

①正确选择接线方式，若试品的两个电极都不接地，正接法比较简单准确；若有一极固定接地，则必须采用反接法；

②试品尺寸较大，各部分可以分别测试时，单独测量各部分的介质损耗，以提高发现缺陷的灵敏度；

③现场测试时，若没有高压标准电容器，可用介质损耗角正切值tanδ1较小，数值已知，电容量合适的其他高压设备来代替，则被试品的介质损耗为：tanδ＝tanδ1+tanδ2，其中，tanδ2为电桥上的读数；

④外界有电场干扰时，将使电桥无法平衡或带来严重误差，可采用以下方法消除：

1)屏蔽法：用金属网将试品屏蔽起来，使干扰电流只经屏蔽，不经测量元件；

2)倒相法：轮流由A、B、C三相选取试验电源，每相又在正、反两种极性下测出介损值tanδ1和tanδ2，取差值最小的一相，再求平均值即可得被试品的tanδ近似值：

此时的测量误差为：

3)移相法：用移相器改变试验电压的相位,在试验回路的电流与干扰电流同相和反相下测试tanδ；在现场测试时,应尽量远离漏磁大的设备；检流计要注意磁屏蔽,必要时可将检流计的极性转换开关倒换一下,取两次读数的平均值；⑤被试品和标准电容器的高压连接线不应出现电晕,否则tanδ增高；被试品的测量电极的外部绝缘有脏污或受潮,将分流流过桥体的电流,导致tanδ偏小甚至出现负值。

(3)其他创新点

传统测介质损耗因数的方法在面对三相设备时，需要分相测量，在给被测品接线时需要逐相分别依次连接，当被测设备在高处时，会带来不便，本发明在连线部分做了改进，只需要一次连线，就可以测出三相的介质损耗因数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。