变频电源采用大功率开关电源,输出45Hz和55Hz纯正弦波,自动加压,可提供最高10kV地电压；自动滤除50Hz干扰,适用于变电站等电磁干扰大地现场测试.
二、性能特点
1、具备CVT地自激法测试,一次接线,同时测量C1、C2地电容和tgδ.
2、具有反接线低压屏蔽功能,在CVT母线接地情况下,对C11可进行不拆线10kV反接线介损测量.
3、具有外施电压和外加CN地测量功能.
4、仪器测量准确度高,可满足油介损测量要求,因此只需配备标准油杯,和专用测试线即可实现油介损测量.
5、采用变频技术来消除现场50Hz工频干扰,即使在强电磁干扰地环境下也能测得可靠地数据.
6、接地保护功能,当仪器不接地线或接地不良时,仪器不进入正常程序,不输出高压.
7、过流保护功能,在试品短路或击穿时仪器不受损坏.
8、内附标准电容和高压电源,便于现场测试,减少现场接线.
9、仪器采用大屏幕液晶显示器,测试过程通过汉字菜单提示操作.
三、技术指标
<1）准确度：
Cx：
±（读数×1%+1pF>
tgδ:
±（读数×1%+0.00040>
<2）抗干扰指标:
变频抗干扰,在200%干扰下仍能达到上述准确度
<3）电容量范围:
内施高压:
3pF～60000pF/10kV60pF～1μF/0.5kV
外施高压:
3pF～1.5μF/10kV60pF～30μF/0.5kV
分辨率:
最高0.001pF,4位有效数字
<4）tgδ范围：
不限,分辨率0.001%,电容、电感、电阻三种试品自动识别.
<5）实验电流范围：
10μA～5A
<6）内施高压：
设定电压范围：
0.5～10kV
最大输出电流：
200mA
升降压方式：
连续平滑调节
电压精度:
±（1.5%×读数+10V>
电压分辨率：
1V
实验频率：
45、50、55、60、65Hz单频
45/55Hz、55/65Hz、47.5/52.5Hz自动双变频
频率精度：
±0.01Hz
<7）外施高压：
正接线时最大实验电流1A,工频或变频40～70Hz
反接线时最大实验电流10kV/1A,工频或变频40～70Hz
<8）CVT自激发低压输出：
输出电压3～50V,输出电流3～30A
<9）测量时间:
约40s,与测量方式有关
<10）输入电源:
180V～270VAC,50Hz/60Hz±1%,市电或发电机供电
<11）环境湿度:
-10℃～50℃
<12）相对湿度:
<90%
型号
电容
量范
围PF
最大输出电流
高电压介损
CVT自激法测量
CVT
变比
反接线低压侧屏蔽
外形尺寸长×宽×高cm
重量
kg
MS-101D
3～60000
200mA/
10kV
有
不需外接设备C1C2同时测量
无
无
46×35×34
28
MS-101E
3～60000
200mA/
10kV
有
不需外接设备C1C2同时测量
高压连线可拖地
无
C1
46×35×34
29
MS-101F
3～60000
200mA/
10kV
有
不需外接设备C1C2同时测量
高压连线可拖地
有
C1C2同
时测量
46×35×34
30
四、仪器介绍
图1仪器面板仪器前端高压输出
1.打印机：
打印测量数据.
2.显示器：
128×64液晶显示器,显示菜单和各种提示信息及测量结果.
3．CX插座：
试品信号地测量输入端,正接线时由专用低压电缆连接,此电缆单层屏蔽带特制鳄鱼夹,接试品低端.反接线此端空置.
4．CN插座：
是外标准电容信号地测量输入端,使用内标准时此端空置.
5．CVT端：
测量CVT地专用端子,自激法电流输出端.
6．接地桩：
实验时,必须通过接地线接地.
7.电源开关：
整机电源地开启和关闭.
8.电源座：
供电电源输入口,交流220V±10%,50Hz,带保险仓.
9.按键区：
“
”键：
修改菜单内容,采用循环滚动方式.
“
”键：
修改菜单内容,采用循环滚动方式.
“
”键：
选择菜单项,被选中项反白字体显示.
“
”键：
在“测试”选项上按此键进入测试状态.
10．高压输出端：
HV插座,高压引出端子,由高压电缆连接,接试品高压端.输出10kv高压.
五、测量原理
1、仪器结构
图2仪器原理图
测量电路：
傅立叶变换、复数运算等全部计算和量程切换、变频电源控制等.
控制面板：
打印机、键盘、显示和通讯中转.
变频电源：
采用SPWM开关电路产生大功率正弦波稳压输出.
升压变压器：
将变频电源输出升压到测量电压,最大无功输出2KVA/1分钟.
标准电容器：
内Cn,测量基准.
CN电流检测：
用于检测内标准电容器电流,10μA～1A,输入电阻＜2Ω.
Cx正接线电流检测：
只用于正接线测量,10μA～1A,输入电阻＜2Ω.
Cx反接线电流检测：
只用于反接线测量,10μA～1A,输入电阻＜2Ω.
反接线数字隔离通讯：
隔离电压20kV,采用精密MPPM数字调制解调器,将反接线电流信号送到低压侧.
2、工作原理
启动测量后高压设定值送到变频电源,变频电源用PID算法将输出缓速调整到设定值,测量电路将实测高压送到变频电源,微调低压,实现准确高压输出.根据正/反接线设置,测量电路根据实验电流自动选择输入并切换量程,测量电路采用傅立叶变换滤掉干扰,分离出信号基波,对标准电流和试品电流进行矢量运算,幅值计算电容量,角差计算tgδ.反复进行多次测量,经过排序选择一个中间结果.测量结束,测量电路发出降压指令变频电源缓速降压到0V.
按被测试品是否接地分两种测量方式,即正接线测量方式和反接线测量方式.两种测量方式地原理如图3所示：
a正接线测量b反接线测量
图3测量原理图
在高压电源地10kV侧,高压分两路,一路给机内标准电容CN,此电容介损非常小,可以认为介损为零,即为纯容性电流,此电流
可做为容性电流基准.在Cx试品一侧,试品电流
通过采样电阻R采入机内,此
可分解成水平分量和垂直分量见图二所示,通过计算水平分量与垂直分量地比值即可得到tgδ值.
在图3从试品末端进入采样电阻R,得到全电流值,在图3从试品高压端到机内采样电阻取得全电流值.
a电流矢量法b试品等效电路
图4试品等效电路
六、接线方法
1、正接法<见图5）
当被测试设备地低压测量端对地绝缘时,可以采用该接线法测量.
<1）高压电缆HVx地屏蔽线接被试设备高压端；HVx地芯线悬空.
<2）低压电缆Cx地低压芯线接被试设备低压端L；Cx地低压屏蔽线接被试设备屏蔽端E.<试品无屏蔽端则悬空）
<3）严禁将HVx及Cx地芯线与屏蔽线之间短接,否则无法取样,无法开展测量.
图5正接法图6反接法
2、反接法<见图6）
当被测试设备地低压端对地无法绝缘时或接地时,可以采用反接线法测量；
<1）高压电缆HVx地高压芯线接被试设备高压端；HVx地屏蔽线悬空.
<2）严禁将HVx及Cx地芯线与屏蔽线之间短接,否则无法取样,无法开展测量.
3、CVT自激法及低压屏蔽法
以TYD35/
-0.02H电容式电压互感器为例<无锡产）,其内部接线图如下：
图7TYD35/
-0.02H电容式电压互感器
<1）当C1为单节电容时,C1和tgδ1、C2和tgδ2地测量<见图8）
①解开C2下端N与E间地连接线,N端子不能接地,E端子必须接地.
②保证仪器与试品正确连接<按下表连接）.
HVx电缆
Cx电缆
CVT输出
芯线
屏蔽线
芯线
屏蔽线
接C2地H端
悬空
接C2地δ端
或N端
悬空
接a、n端
③接线完毕,把测量方式选择到CVT模式上,测试电压不要超过3.0kV.
④仪器自动测试,测试完毕会自动或手动打印C1、C2地电容和介损.
⑤按“增大”、“减小”键翻页显示C1、C2地电容和介损.
测量时,由中间变压器励磁加压,Xo点接地,主电容C1高压端用HVx芯线接仪器地HV端,分压电容C2地δ端用另一条Cx线悬空接仪器地Cx端.
因为“δ”端绝缘水平所限,实验电压不超过3kV.
①严禁将CVT地二次绕组②严禁将Cx线地屏蔽线、芯线短接在一起；屏蔽线必须悬空！
在按照图8地实际接线下选择CVT模式测量,其打印结果如图9所示.
图8测量电容C1和tgδ1、C2和tgδ2地接线图9CVT模式下打印结果
<2）当C1为多节电容时,C11和C12、C2和tgδ地测量
如果C1是单节电容,母线不能接地.
如果C1是多节电容,母线可接地,测试方法如下：
①C12和C2用自激法测量.<见图10）
图10CVT试品接线法
在CVT自激法测量中,仪器先测量C12,然后自动倒线测量C2,并自动校准分压影响.应注意,高压线应悬空不能接触地面,否则其对地附加介损引起误差,可用细电缆连接高压插座与CVT试品并悬空.
②C11可用常规反接线测量.<见图11）
图11反接线低压屏蔽法测量
在反接、内Cn和内Un方式下,光标移到“变频”外,按“
”键,屏幕右下角显示“M”,启动反接线低压屏蔽功能<见图12）.可在CVT母线接地情况下,对C11进行不拆线10kV反接线介损测量.如图11所示,C11上端不拆线,C11下端高压线芯线,C2末端δ和X接Cx芯线.这样,C12和C2被低压屏蔽,仪器采用反接线/10kV/M测量方式,测量出C11.其测量结果见图13,其中打印菜单中地C1值即是图11中C11.
图12低压屏蔽法测量下液晶显示图13低压屏蔽法测量下打印结果
<3）测量CVT中压互感器tgδ<见图14）
如图14所示,用反接线方式测量,将C2末端δ与C1首端相连后,用高压电缆接仪器HV端,Xo悬空,中压互感器二次线圈短路接地.
因为C1+C2远大于CB,所以此方法测得地
≈
.
图14CVT中压互感器<反接法）
如果现场
值较小,现场干扰又较大,反接线所得地数据误差可能较大,这时可选择正接线方式测量.首先把CVT二次引线全部断开,并将二次线圈短路,然后接仪器地Cx测量先,Xo悬空,接线方式见图15所示：
图15CVT中压互感器<正接法）
<4）测量CVT变比4、小电容试品地接线
对于小电容,空气湿度较大时,其tgδ受其表面状态影响,介损测量值会异常且不稳定.此时可采用屏蔽环吸收试品表面泄漏电流,其屏蔽电级在正接法时接地,反接法时接Cx地屏蔽层；此方法有可能改变被试设备内部地电场分布而影响tgδ；标准电容器和标准介损器均采用此接线法.
5、变压器地介损测量
1）变压器绕组实验：
因变压器地外壳直接接地,所以用反接线方式测量.测量部位如下.
双绕组变压器
三绕组变压器
实验
序号
加压
接地
实验序号
加压
接地
1
高压绕组
低压绕组
+铁芯
1
高压绕组
中压绕组、铁芯、低压绕组
2
低压绕组
高压绕组
+铁芯
2
中压绕组
高压绕组、铁芯、低压绕组
3
高压绕组+
低压绕组
铁芯
3
低压绕组
高压绕组、铁芯、中压绕组
4
高压绕组+
低压绕组
中压绕组、铁芯
5
高压绕组+
中压绕组
低压绕组、铁芯
6
低压绕组+
中压绕组
高压绕组、铁芯
7
高压绕组+
中压绕组+
低压绕组
铁芯
2）变压器套管实验：
①对于单独地套管<未安装到变压器）,测量套管地导电杆对套管末屏地电容和介损值,高压端HV加导电杆,Cx端接末屏,用正接线法进行测量.
②对于安装到变压器上地套管,因为导电杆与绕组连接地关系,必须将A、B、C、O套管地导电杆短路HV高压端,Cx端接不同套管地末屏,用正接线法测量电容和介损值.
6、串级式电压互感器地介损测量
1）常规法：
采用正接法测量,见图16所示：
图16常规接线法
将X接地点打开,使A、X端相连后接仪器HV端,要注意X端引线与端子盒保持距离,低压端所有绕组短接后接Cx端.
2）末端屏蔽法<正接线方式）,见图9,可施加10kV电压,因为电压在AX绕组地不等压分布,电容量值比常规法要小很多.
图17末端屏蔽法接线
3）末端加压法<正接线方式）见图18所示,此方法受X点耐压限制,只能施加2.5～3kV电压,同样,电容值误差较大.
图18末端加压法接线
7、电流互感器地介损测量
1）链式或串级式结构地电流互感器：
这类电流互感器现场测量可按一次对二次绕组用正接线法方式测量,或将二次绕组全部接地用反接线方式经行测量.
2）电容型电流互感器：
最外层有末屏引出端,实验时,可采用正接线经行一次绕组相对末屏地tgδ及电容地测量.
8、断口器断口电容地介损测量<见图19）
断口电容地介损及电容测量时,将高压电缆和Cx测量电缆加到断口电容两端,用正接线方式测量,如图19所示：
图19断路器断口电容实验接线
9、测量标准电容BR16,见图20和图21所示：
图20为标准电容器BR16地标准接线方法,为正接线方式.
图21为反接线方式,将标准电容BR16一端强行接地.
注意：
HV插口输出10kV危险电压,将高压绝缘电缆插在HV插口上
图20标准电容BR16正接线<非接地试品）接线法
图21标准电容器BR16反接线<接地试品）接线法
图22标准电容BR26、介损器DB-100等正接线<非接地试品）接线法
图23标准电容器BR26、介损器DB-100等反接线<接地试品）接线法
反接线校验标准介损器时,将标准介损器放在绝缘物体上,离地60～100cm,将高压电缆接头悬空吊起,远离地面,避免高压线夹对地地分布参数影响数据.
七、操作步骤
1、测量前准备：
1）将仪器可靠接地,保证仪器外壳处在地电位上.
2）正接线时：
将高压电缆插头插入仪器HV插座中,将一端地黑色鳄鱼夹夹到被测试品地高端引线上,红色鳄鱼夹悬空.将Cx低压电缆插入Cx插座中,另一端地红色夹子夹试品地低端或末屏等,黑色夹子悬空或接屏蔽装置.
3）反接线时：
将高压电缆插头插入仪器HV插座中,将一端地红色鳄鱼夹夹到被测试品地高端引线上,黑色夹子悬空或接屏蔽装置.Cx插座不用.
2、打开电源开关,计算机进行自检,液晶屏显示中文主菜单如图24所示.
3、菜单选择：
<1）按“
”键可移动光标至各菜单项,并循环指示.被选中项反白字体显示.选择键地流程见图25所示.
<2）在光标当前所示项目,按“
”、“
”键可进行该项菜单地变更,并循环指示,流程见图26所示.
<3）将菜单变更至与测试要求相对应后即可按“
”键进行下个项目地选择.
图24开机中文菜单
图25光标移动流程图图26菜单内容选择
4、测试：
当光标在启动位置时,按“
”键并保持大约5秒钟,当声光报警出现后,松开“
”,测试加压过程启动开始.测试过程中显示地画面如图27所示,当下面地进程到100%时候测试完毕,然后显示测量结果见图28所示,此时光标指示“print”<打印）图标,按“
”键打印报告,打印结果如图29.如果选择“Quit”<退出）,返回主菜单.
图27测量过程中图28测量结果
图29正、反接线下打印结果
图9、图13、图29中打印测量结果地意义如下：
tgδ：
试品地介质损耗因值
C：
试品地电容值
C1：
CVT高压电容值
C2：
CVT中压电容值
U：
施加电压值
I：
试品流过地电流
F1,F2：
实验频率
打印结束后,关闭电源开关,测试完毕.
八、注意事项
1、遵守《高压实验安全工作规程》要求.
2、高压实验必须由2名以上工作人员参加,1人操作,1人监护.
3、接线完毕后,由1人负责检查.
4、测试结束后,关闭电源开关.严禁带电拆装高压电缆！
5、仪器出现不正常现象,关闭电源开关,等待一分钟左右再检查.
6、测量完毕必须关闭电源开关,等待一分钟左右再拆线.
九、配套清单
1、介损测试仪主机1台
2、高压HVx电缆<红色）1根
3、低压Cx电缆<黑色）2根
4、CVT输出测试电缆<双芯）1根
4、AC220V电源线1根
5、合格证/保修卡1个
6、接地线<5M）1根
7、保险管4只
8、打印纸2个
9、合格证1份
10、使用说明书1本
11、出厂检定报告1份
附录
1、测量试品介质损耗因数时,若测量结果为<-tgδ）,是否表明试品介质损耗很小？
不一定.
测量tgδ时,出现<-tgδ）值地原因主要有：
在潮湿天气条件地下瓷套表面凝结水膜,加接保护环,套管内部油质劣化、套管抽压小套管绝缘电阻降低、实验装置屏蔽不完善等,在试品内部或测试电路中形成三端T形网络、电场地干扰以及标准电容介质损耗大于试品介质损耗或者三种影响同时存在所引起.
而试品出现<-tgδ）时,是没有物理意义地.因此,当出现<-tgδ）时,必须查明原因,消除<-tgδ）地测量值.
2、测量绝缘油地tgδ时,为什么一般要将油加温到约90℃后再经行？
绝缘油地tgδ值随温度升高而增大,越是老化地油,其tgδ随温度地变化也越快.
例如,老化了地油在20℃时tgδ值,相当于新油tgδ值地2倍,在100℃时可相当于20倍.也常遇到这种情况,20℃时油地tgδ值不大,而70℃所测得地tgδ又远远超过标准,所以应尽量在高温时测量油地tgδ.
另外,变压器油地温度常能达到70～90℃,所以测量90℃绝缘油地tgδ值对保证变压器安全运行是一个较重要地参数.
基于上述,《规程》规定在90℃下测量绝缘油地tgδ.
欢迎您地来电咨询！
武汉市木森电气有限公司 400-027-1878 杨先生
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