HV9003说明书通用1230新PC.docx

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HV9003说明书通用1230新PC

为安全和正确地使用仪器，请仔细阅读本说明书。

制造厂对不按本说明书操作所造成的仪器以外的损失不承担责任。

本仪器的软件著作权属本厂所有，任何侵权行为将受到追究。

1.概述

HV9003系列高压变频抗干扰介质损耗测试仪是一种新颖的测量介质损耗角正切（tgδ）和电容值（Cx）的智能化仪器。

可以在工频高压下，现场测量各种绝缘材料、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角正切（tgδ）和电容值（Cx）。

与西林电容电桥相比，仪器为一体化结构，内置介损电桥、标准电容和升压装置，体积小、重量轻，便于携带，具有操作简单、自动测量、读数直观、无需换算、精度高、抗干扰能力强等优点。

HV9003系列高压变频抗干扰介质损耗测试仪具有如下主要特点：

⏹变频抗干扰：

仪器采用变频抗干扰技术，内置大功率正弦波变频电源、采用实时高速采样及快速傅立叶算法技术，在强干扰背景下仍能准确测量，测试数据稳定，适合在强电场干扰的现场做高压介损试验。

⏹一体化设计：

仪器将介损测试仪、变频电源、升压器及标准电容器等部件设计在一个机箱内，结构紧凑，接线简单，方便搬运，为现场试验提供了方便。

⏹自动简单：

仪器采用32位ARM处理器，大屏幕点阵式灰白背光液晶显示器，全中文操作界面，直观明了，用户只需按提示操作即可。

⏹安全措施：

（1）高压保护试品短路、击穿或高压电流波动，能迅速切断高压输出。

（2）接地检测仪器独具接地检测功能，未接地时不能升压测量。

（3）CVT保护仪器具有低压侧电压，低压侧电流以及高压侧电压三个保护限制值。

（4）防“容升”测量大容量试品时会出现电压抬高的“容升”效应，仪器能自动跟踪输出电压，保持试验电压恒定。

⏹打印存贮：

仪器自带微型打印机，可以将测量结果打印输出，并将测量结果存贮到仪器内（可存储100组测量数据）或U盘，以便日后查阅。

⏹实时时钟：

仪器内带实时时钟，实时显示，并能记录测量的日期和时间。

2.技术指标

2.1额定工作条件:

环境温度-10℃～50℃

相对湿度30%～85%

供电电源本仪器可采用市电或发电机电源

220V±22V50Hz±5Hz

2.2外形尺寸：

l×b×h（mm）:

440×330×336

2.3仪器重量：

约24.5㎏

2.4测量范围：

介质损耗（tgδ）测量范围：

不限分辨率0.001%

电容量（Cx）测量范围：

如下最小分辨率0.001pF

内施高压：

3pF~60000pF/10kV

50pF~1uF/0.5kV

外施高压：

3pF~1.5uF/10kV

60pF~30uF/0.5kV

2.5基本测量误差

产品在环境温度20℃±5℃、相对湿度30%--85%的条件下，应符合以下规定。

（温度每变化10℃仪器基本误差的改变量不超过基本误差限的1/2）

介损（tgδ）：

±（1%读数+0.00040）

电容量（Cx）：

±（1%读数+1pF）

2.6内部升压器输出能力

输出电压:

0.5kV—10kV

最大输出电流:

10kV时200mA

试验频率：

单频45Hz，47.5Hz，50Hz，52.5Hz，55Hz，57.5Hz，60Hz，62.5Hz，65Hz

自定义40.0Hz—70.0Hz，步距0.1Hz

双变频45.0Hz&55.0Hz，47.5Hz&52.5Hz，55.0Hz&65.0Hz，57.5Hz&62.5Hz

2.7具有RS232接口，可以同计算机联机操作。

2.8CVT自激法低压输出：

输出电压0～50V,最大输出电流30A。

2.9具有低压屏蔽反接线功能，在220kVCVT母线接地（母线可不拆头）情况下，对C11进行不拆线10kV反接线介损测量，同时可测出下端屏蔽部分（C12和C2）的电容量和介损值。

2.10具有PT、CVT变比的测量功能，可测量变比、极性和相位误差，

变比测量范围：

10~9999.9变比测量精度：

±0.5%

相位测量范围：

±179.99°相位测量精度：

±0.02°

注：

HV9003A型满足技术指标：

2.1-2.7，HV9003B型满足技术指标：

2.1-2.9

HV9003C型满足技术指标：

2.1-2.10，HV9003D型满足技术指标：

2.1-2.10

（其中D型产品另涵盖了高压介损测量功能，具体请详见HV9003D型说明书）

3.工作原理及面板介绍

3.1工作原理

HV9003高压变频抗干扰介质损耗测试仪包括以下几部分组成：

3.1.1显示、键盘控制板

该部分电路是以32位ARM处理器为核心，采用了点阵式大屏幕灰白背光液晶显示器，可选中/英文操作界面，清晰明了。

与变频电源和介损测量板之间采用串口通讯，完成控制功能和数据的传送。

仪器在接收到用户发出的操作指令后，控制板按要求控制变频电源和测量板工作，来完成升压、测量、计算、降压等测试过程，最终得到测量结果。

由打印机打印输出、保存到U盘或保存在仪器内部。

大屏幕点阵式

灰白背光液晶显示器

变频介损测量单元

主控制单元

轻触键盘旋钮

串口

微型打印机

存储器USB接口

3.1.2变频电源

该部分是一个可程控的调频调幅电源，能输出0～160V，30～300Hz的正弦波电源。

变频电源由单片机控制，通过串口接收调节命令，按命令要求输出设定的电压。

整个变频电源具有体积小、重量轻、效率高、输出稳定、调节细度高等特点，还具有过流、过压、过温等保护功能，是一个数字化的智能电源。

满足了本仪器变频升压的需要。

3.1.3介损测量板

该部分电路以高速混合信号处理器为核心，内置快速傅立叶算法。

通过高精度多通道AD转换器实时高速采样标准回路及被试回路的电流信号，经单片机分析计算，从而得出被试品的电容量及介损值。

测量结果通过串口传送到显示键盘控制板。

3.1.4内置升压变

为试验提供可调频调幅的高压电源，最高输出电压10kV。

3.1.5内置标准电容器

仪器内附充气式（SF6）高压标准电容器，体积小巧，性能稳定，不受环境的影响。

3.1.6高压端信号采样板

高压端信号采样板主要用于反接线测试时，在高压侧检测被试品的电流，然后经过光纤将电流信号传送到测量板进行采样计算。

①

②

3.2面板介绍

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⑱

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图1：

前面板示意图

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图2：

后面板示意图

注：

图1、图2分别为仪器的前、后面板示意图，图中：

（1）被试电流信号输入端——正接法测量时与被试品（Cx）的低压测量端相连；

（2）标准电流信号输入端——在外接Cn方式时使用，与外部标准电容器（Cn）的低压测量端相连；

（3）接地端子——开机前必须先可靠接地，保障使用者的安全及测量结果的准确；

（4）CVT测试电压插座（A型无）——为自激法测量CVT提供低压侧自激电源；

（5）工作电源指示灯——红色为过压,黄色为正常,绿色为欠压；

（6）供电电源插座——接220V市电；

（7）保险丝座——请选用10A保险丝；

（8）打印机——微型打印机，作测量数据记录用。

（9）显示窗——大屏幕点阵式灰白背光液晶显示器以中文方式显示设置状态、介损值tgδ和电容量Cn的测量结果及显示指导操作的提示信息；

（10）RS232接口——与计算机联机使用；

（11）USB接口——用于外接U盘保存数据；

（12）下移按键——功能按键，按菜单提示操作；

（13）左移按键——功能按键，按菜单提示操作；

（14）右移按键——功能按键，按菜单提示操作；

（15）确认按键——功能按键，确认所选择的菜单；

（16）上移按键——功能按键，按菜单提示操作；

（17）调节/确认旋钮——用于菜单选择或输出电压频率等参数的调节；

（18）高压允许开关——在菜单的提示下打开此开关，测量结束关闭此开关，测量中发现异常时建议随时关闭此开关；

（19）总电源开关——开关机用，可在发现异常时随时关闭；

（20）高压输出端HV——正接线测量时该端输出高压，接到被试品的高电端。

反接线时该端芯线与被试品高压测量端相连，输出电缆应使用高压线；

4.使用和操作

4.1安全操作注意事项

4.1.1使用前必须将仪器的接地端子可靠接地。

所有人员必须远离高压才能开始测量。

测量时不可触及后面板上的插头、插座，不可在测量时插拔测试电缆。

4.1.2只有当仪器的《高压允许》键关闭时，并确认没有外施高压的情况下，接触仪器的后面板、测量线缆与被试品才是确保安全的。

在更换接线前应先用接地导线放电。

4.1.3仪器正在测量时，发现异常可关闭高压允许、电源开关退出测量状态。

4.1.4应保持仪器后面板的清洁，不要用手触摸。

如后面板有污痕，请用干净柔软的布擦拭干净以保证良好的绝缘。

4.2仪器的显示方式

仪器以大屏幕点阵式灰白背光液晶显示器显示，全中文操作菜单，显示清晰。

显示值为最终测量结果，无需换算。

4.3使用介绍

4.3.1开机自检

仪器开机进行自检，如果仪器未可靠接地或用发电机给仪器供电时将弹出页面提示“电源选择”（图3），仪器供电是发电机或市电（已接地）时通过自检显示界面如图5，停顿1秒后，进入仪器功能选择菜单页面（图6）。

仪器供电为市电且未接地时，弹出提示页面“接地检测失败”（图4），这时将仪器接地并进行重检，通过后显示界面如图5，停顿1秒后，进入仪器功能选择菜单页面（图6）。

图3图4

图5图6

4.3.2常规测量方式（A、B、C、D有此功能）

如图6所示，光标自动停在“常规介损”测量方式，按“确认”可进入该测量方式；如果仪器在其他工作方式时，按“上”、“下”键移动光标选择“常规介损”即可进入此工作方式，其显示界面如下：

图7

在常规测量方式下，按“上”、“下”键，可以在“内接方式”、“外接升压”、“外接-Cn-”、“接线参考”、“返回”这五个选项之间来回切换，并按“确认”键进入。

a.内接方式----------使用仪器内部升压器、标准电容器及测量系统，不需外接其他设备即可完成测量。

b.外接升压器方式----使用仪器内部标准电容器及测量系统，升压器需外接。

一般在被试电容超出仪器内接方式下测量范围时使用此方式。

此工作方式下试验电压不可超过10kV。

c.外接Cn方式------只使用仪器的测量系统，升压器及标准电容器都需外接。

此方式下可测量高压介损。

d.接线参考----------提供以上三种方式的接线方法。

e.返回----------退出常规测量，返回主菜单。

4.3.2.1内接方式

1）参数设置

当仪器进入“内接方式”时，显示界面如图8所示：

图8

此时按“上”、“下”键进行菜单选择，按“确定”键进入或按“左”、“右”键修改测量参数。

接线方式：

分别有正接线（非接地试品），反接线（接地试品）两种接线方式；

试验电压：

可以选择试验电压，可选电压为（共20档）:

0.5kV—1kV—1.5kV—2kV—2.5kV—3kV—3.5kV—4kV—4.5kV—5kV

5.5kV—6kV—6.5kV—7kV—7.5kV—8kV—8.5kV—9kV—9.5kV—10kV

也可自定义试验电压值：

0.5kV~10.0kV，步距0.1kV；

试验频率：

共有三种方式可供选择：

a.自定频率：

40.0Hz—70.0Hz，步距0.1Hz，

b.固定频率：

45Hz，47.5Hz，50Hz，52.5Hz，55Hz，57.5Hz，60Hz，62.5,65Hz，

c.双变频法：

45.0Hz&55.0Hz、47.5Hz&52.5Hz、55.0Hz&65.0Hz、57.5Hz&62.5Hz

在实验室内测量或校验时可使用固定频率50Hz，此时为工频测量，不能有效的进行抗干扰。

而在现场干扰十分严重的情况下，建议采用双变频法进行测量，仪器在干扰频率50Hz两侧（如45Hz和55Hz）各测一个点，然后推算50Hz频率下数据，这种测量方法可减小误差。

测量速度：

有快速测量（约18秒），正常测量（约30秒），精确测量（约45秒）三种测量速度，测量速度越慢，数据重复性越好，用户可根据自己的需要选择适当的测量速度。

2）内接方式测量

参数设置完成后，按照提示先打开“高压允许”开关，选择“启动测量”，再按“确认”键，保持1秒以上，仪器开始测量倒计时，升压，测量，降压，最后测量结果显示如下图所示：

图9

此时按“上”、“下”键进行菜单选择，按“确定”键进入。

重新测量――长按确认键可重新对Cx和tgx进行测量；

保存结果――按确认键保存结果，可保存至仪器内部存贮器内或外部U盘；

打印结果――按确认键可打印测量结果；

返回――按确认键返回修改测量参数；

退出――按确认键退出常规方式测量。

4.3.2.2外接升压器方式

注意：

外接升压器电压最高不能超过10kV，若超过仪器会提示并发出报警声!

在外接升压测量方式下,按“确认”键，进入如图10所示画面,用“上”、“下”切换选择接线方式，按“确认”进入，显示画面如图11所示：

图10图11

如图11所示,按“上”、“下”键可在测量参数、启动测量、返回之间进行切换：

测量参数――有快速测量、正常测量、精确测量三种测量方式可供选择；

启动测量――长按确认键开始测量；

返回――按确认键返回至常规测量菜单。

测量参数设置完成之后，将升压器调至所需试验电压值，选择“启动测量”，按确认键开始进行测量，测量结束后结果显示如图12所示：

图12

外接升压方式仪器能自动跟踪并显示试验电源的电压值和频率，测量结果可打印输出，也可保存于仪器内部存贮器内或外接U盘。

4.3.2.3外接Cn方式

注意：

请务必正确输入外部标准电容器的参数!

当用户正确输入外接标准电容器的参数时，仪器才能显示试验电压值。

1）参数设置

当仪器进入“外接Cn方式”时，按“确认”显示界面如图13所示：

图13图14

A．当用户已知标准电容器的电容量及介损值时，可以用下面的方法输入：

如图13所示为设置电容量值，用科学计数法表示，单位为pF。

如图14所示为设置介损值。

用面板上的“左”、“右”键可移动光标位置，“上”或“下”键或使用“旋钮”可修改光标位置的值，最后按“确认”键保存设置的参数并退出设置状态。

例如：

外接标准电容器的电容值为1234pF，则应输入1.234E3。

（E*表示乘10的*次方）

B．若用户不知道标准电容器的电容量及介损值，可以用下面的方法输入：

先用内接方式或外接升压器方式测量将要作为标准电容器使用的试品，测量结束后记录下测量结果，其后操作同A。

C、测量速度有快速测量，正常测量，精确测量三种可供用户进行选择。

D、所有测量参数设置完成后，选择“保存返回”保存所设置的参数。

2）外接Cn测量

接线完毕后（接线方法参照4.4.5图40），调节升压器至所需的试验电压（当用户不输入外接标准电容器的参数时，仪器将不显示试验电压值。

只有正确输入标准电容器的参数，仪器才能正确显示试验电压）。

选择“启动测量”，再按住“确认”键，仪器就开始测量。

图15

测量结束仪器直接显示测量结果,如图15所示，测量结果可打印输出，也可保存于仪器内部存贮器内。

仪器的测量结果直读，无需人工换算，其计算方法如下：

介质损耗：

最终测量结果=测量值+标准电容的介质损耗tgn。

电容量：

最终测量结果=测量值×Cn（外接标准电容器电容量）。

注：

外接标准电容器参数设置正确与否直接影响试验电压的显示值和测量结果，请务必正确输入标准电容器的参数！

4.3.3CVT测量方式（A型无此功能，B、C、D有此功能）

开机后，在图6所示情况下将光标移至“CVT-测量”，显示界面如图16所示，CVT测量包括两种测量方法：

a）CVT介损方式，b）低压屏蔽法测量。

图16

此时按“确定”键，仪器显示界面如图17所示，用“上”、“下”键将光标移至“低压屏蔽”时，仪器显示界面如图18所示。

图17图18

4.3.3.1CVT介损方式

仪器为方便测量不可拆头电容型电压互感器（CVT）专门设计有此测量方式。

不需外加其他设备，一次接线，一个测量过程，即可完成两个不可拆头电容器的测量。

其具体接线方法参照4.4.8。

在图17所示界面按“确定”键，即可进入此测量方式，仪器显示界面如下所示：

图19

1）参数设置

如上图19所示，仪器有试验电压，试验频率，测量速度，低压侧过压值，低压侧过流值，高压侧过压值六种测量参数设置，按“左”键可进入参数修改，设置完成参数后按“右键”返回。

A、试验电压设置范围：

0.5kV~3kV；

B、试验频率设置范围：

同常规内接方式（见4.3.2.2参数设置）

C、测量速度：

有快速测量、正常测量、精确测量三种测量方式可供选择；

D、低压侧过压值设置范围：

3V~50V；

E、低压侧过流值设置范围：

1A~30A；

F、高压侧过压值设置范围：

0.5kV~4kV。

注意：

a）当低压侧过压值、低压侧过流值、高压侧过压值三个保护限制值同时起作用时，试验电压可能达不到试验电压设置值，此时可以修改受到限制的保护值。

b）建议低压过流值最好不能超过15A，否则对中间变压器不利。

2）CVT测量

接线完毕后，打开仪器面板上的“高压允许”开关，使用“上”、“下”键将光标移至“启动测量”，按“确认”键开始升压测量。

在升压过程中，一旦自激电源电压或电流达到设定值，仪器将自动进行测量。

测量结果如图20所示，仪器可以显示自激电源的电压和频率，以及被试品的电容量和介损值。

图20

3）注意事项

A、测量时仪器显示“输出过载”请检查自激电源线是否短路；

B、测量时仪器显示“被试侧短路”表示蓝色测试线接触不良。

4.3.3.2低压屏蔽方式

1）测量原理

用低压屏蔽法测量两个并联在一起的电容（其中一个电容一端接地），其接线方法如4.4.6图41，它的测量原理相当于用反接法测量C1，用正接法测量C2，这样就可同时测得两个电容的电容量与介损值。

另有低压屏蔽反接线法测量220kVCVT的C11见4.4.8图46。

2）参数设置与测量

在CVT测量方式下，将测量方式设置为“低压屏蔽”，其余参数设置方法同4.3.2.2参数设置。

参数设置完成后，打开仪器面板上的高压允许开关，长按“确认键”启动测量，其测量结果显示如图21所示：

图21

4.3.4PT变比测量方式（A、B型无此功能，C、D型有此功能）

PT变比测量方式可完成10kV以上电压等级各种电压互感器（包括电磁式电压互感器PT及电容式电压互感器CVT）的变比和极性的测量。

开机进入图6所示主菜单，使用“上”、“下”键选择“-PT-变比”测量方式（图22），按“确定”键，仪器就进入此测量方式，显示器显示以下画面（图23）：

图22图23

如图23所示，按“上”、“下”键进行选项选择，按“确认“键进入：

额定变比：

有自定变比（可设范围10~9999.9）、固定变比（10kV等级，35kV等级，110kV等级，220kV等级，500kV等级）两种设置方式；

试验电压：

可选电压为（共20档）:

0.5kV—1kV—1.5kV—2kV—2.5kV—3kV—3.5kV—4kV—4.5kV—5kV

5.5kV—6kV—6.5kV—7kV—7.5kV—8kV—8.5kV—9kV—9.5kV—10kV；

试验频率：

45Hz，50Hz，55Hz，60Hz，65Hz；

测量速度：

有快速测量、正常测量、精确测量三种测量方式可供选择。

参数设置完成之后，将光标移至“启动测量”，打开“高压允许”开关，长按“确定”键开始测量，测量结束后，显示界面如下图所示：

图24

4.3.5存储查阅

开机进入图6所示主菜单，使用“上”、“下”键选择“存储查阅”（图25），按“确定”键，仪器就进入此菜单，显示器显示以下画面（图26）：

图25图26

4.3.5.1查看记录

当光标停留在“查看记录”时，按“确定”键进入，显示界面如图27所示，这时可按“上”、“下”键移动光标选择选项，若选择“按日期排序”，按“确定”键，则可查看所有按照时间先后排列的的测量记录（图28），按“上”、“下”键移动光标选择日期，长按“确定”键退出历史数据查阅，长按“左”键删除记录，长按“右”键打印记录。

图27图28

4.3.5.2打印记录

图29图30

4.3.5.3提取记录

图31图32

4.3.5.4清空记录

图33

4.3.6参数设置

图34图35

时间设置——可设置日期与时间（图34）；

开机菜单——可设置开机界面，如图35所示，若选择“常规介损”为开机菜单，则每次开机直接进入“常规介损”测量方式。

4.4接线方法介绍

4.4.1内接正接线方法

图36

4.4.2内接反接线方法

图37

4.4.3外接升压器正接线方法

图38

4.4.4外接升压器反接线方法

图39

4.4.5外接Cn接线方法

图40

4.4.6低压屏蔽反接线法

图41

4.4.7PT变比测量接线方法

图42

4.4.8常见CVT的测量方法

目前常见的电容式电压互感器可分为110kV、220kV、500kV等不同电压等级，一般110kV的CVT其C1就一节，220kV的CVT其C1有两节，而500kV的CVT其C1有三节。

（一）500kVCVT的测量方法

■C11的测量方法：

按右图标明的方式接线

测量C11时注意：

1）拆开δ端，X端一定要接地

2）a点接红色高压测试线的芯

线（红夹子）

b点接红色高压测试线的

屏蔽（黑夹子）

3）选用仪器的常规测量方式

内接法

反接线

试验电压10kV

图43：

C11的测量方法

测量结果直读

注意：

X端一定要接地

■C12的测量方法：

按下图标明的方式接线

测量C12时注意：

1）拆开δ端，X端一定要接地

2）a点接红色高压测试线芯线

（红夹子）

b点接黑色低压测试线芯线

（红夹子）

3）选用仪器的常规测量方式

内接法

正接线

试验电压10kV

测量结果直读

图44：

C12的测量方法

注意：

X端一定要接地

■C13和C2的测量方法：

仪器设有专门的自激法测量CVT的工作方式不需外加任何其它设备，就可以完成测试。

按图45标明的方式接线

选用仪器的CVT-介损测量方式

试验电压2kV

能一次测量C13和C2两个

电容的介损和电容量，结果直读

注意：

X端一定要接地

图45：

C13和C2的测量方法

（二）220kVCVT的测量方法

⏹C11的测量方法

按右图标明的方式接线：

测量C11时注意：

1）δ和X相连，与接地分开

2）a点接红色高压测试线的芯

线（红夹子）

C2末端δ和X接Cx端芯线

将C12与C2低压屏蔽

3）选用仪器的CVT-测量方式：

低压屏蔽反接线法

试验电压10kV

图46：

C1