高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀檢定系統(tǒng)的研究

黃 洪 張杰梁 肖娜麗 董小龍

（福建省計量科學(xué)研究院，福建 福州350003）

高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀檢定系統(tǒng)的研究

黃 洪 張杰梁 肖娜麗 董小龍

（福建省計量科學(xué)研究院，福建 福州350003）

為解決高壓介質(zhì)損耗因素測試儀的檢定問題，在分析高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀的工作機理的基礎(chǔ)上，設(shè)計一套高壓介質(zhì)損耗因素測試儀檢定系統(tǒng)，并簡要說明控制流程的實現(xiàn)。介質(zhì)損耗因數(shù)測量結(jié)果不確定度評定結(jié)果表明，該裝置可作為計量標(biāo)準(zhǔn)解決1級及以下等級高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀的量值溯源問題。

高壓；電容；介質(zhì)損耗因數(shù)；檢定系統(tǒng)

0 引言

高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測量儀是一種檢測各種絕緣套管、絕緣板、線纜、CT、PT等中高壓儀器的介損和電容[1-2]。依據(jù)電力行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)DL/T962相關(guān)技術(shù)條件要求，測量點需要覆蓋全部量程，且要選取若干單點電容的標(biāo)準(zhǔn)器對被檢的上、中、下三個位置的誤差進行檢定。而從當(dāng)前國內(nèi)高壓介質(zhì)損耗測試儀的檢定裝置來看，各類標(biāo)準(zhǔn)器均需要人工切換檔位，這也大大影響檢定效率。因此自動高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀檢定系統(tǒng)的構(gòu)建就顯得尤為重要。

1 高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀的工作機理

介損儀工作原理(如圖1所示)在結(jié)構(gòu)上采用一體化設(shè)計，應(yīng)用數(shù)字測量技術(shù)對各種高壓電力設(shè)備進行自動測量電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)的儀器設(shè)備。通常高壓電容及介質(zhì)損耗因數(shù)測量單元、內(nèi)置高壓試驗電源和高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器組成的測量裝置。高壓試驗電源通常不高于10kV，輸出試驗電壓頻率為45Hz～55Hz[3-4]。

2 高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀檢定系統(tǒng)的實現(xiàn)

絕緣材料一般可用C或R通過串聯(lián)或并聯(lián)組成的等效回路和矢量圖來表示?；诖?lián)模型的高壓介質(zhì)損耗因素測試儀檢定系統(tǒng)如圖2所示[5]。

根據(jù)圖2，tgδ=Ur/ Uc=wRsCs。tgδ與Rs成正比，δ是影響介質(zhì)損耗重要參數(shù)，它的正切值tgδ反映了高壓介質(zhì)損耗因數(shù)的大小。要確定tgδ，只要確定Rs值即可。Rs可通過遠(yuǎn)程控制器和PC軟件VISUAL BASIC來控制。整套裝置的流程圖和接線圖分別如圖3、圖4所示。圖4中，Cs1～Cs4為單點電容，Rs1～Rs4為無感電容。

檢定時，先設(shè)置需要檢定的標(biāo)準(zhǔn)點。設(shè)定完成后,計算機給標(biāo)準(zhǔn)器發(fā)送控制命令設(shè)定一個電容及介損,并控制被檢開始升壓。當(dāng)被檢儀器電壓降至零后，上位機再發(fā)出指令，通過光電隔離器和繼電器進行電容切換，重復(fù)以上過程，即可完成被檢測試儀的檢定工作。

3 介質(zhì)損耗因數(shù)測量結(jié)果不確定度評定

采用直接測量法，將被檢和標(biāo)準(zhǔn)高壓端并聯(lián)，由標(biāo)準(zhǔn)器給出參考值同時讀取被檢示值，從而確定被檢示值誤差。測量時，溫度為18℃～22℃，相對濕度為45%RH～75% RH。

3.1 數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型為△D=Dx-Ds。其中，Dx為被檢示值，Ds——標(biāo)準(zhǔn)示值。

3.2 A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定

在相同條件下，選取標(biāo)準(zhǔn)器介質(zhì)損耗因數(shù)的測量點為1%，每次測量均重新接線，測量列如下：