一、概述
在电力系统的安全稳定运行中,高压电力设备的绝缘性能至关重要,而介质损耗正切值与电容量是评估设备绝缘状态的核心参数。高压电容电桥 工频介电常数测试仪BQS-37a作为一款专为高压电力设备检测设计的仪器,应用于发电厂、变电站等现场检测场景,同时也适用于实验室环境下的测量。该仪器采用一体化结构设计,将介损测试电桥、可变频调压电源、升压变压器及 SF6 高稳定度标准电容器集成于一体,无额外搭配复杂设备,即可实现对各类高压电力设备的高效检测。
测试高压源由仪器内部逆变器自主产生,经变压器升压后输出稳定高压,满足被试品的测试需求。为应对工频电场带来的测量干扰,仪器采用先进的数字陷波技术,通过灵活调节测试频率来避开干扰频段。其频率调节范围涵盖 50Hz、47.5Hz/52.5Hz、45Hz/55Hz、60Hz、57.5Hz/62.5Hz、55Hz/65Hz 等多个档位,从根本上解决了强电场环境下测量精度受影响的难题。此外,该仪器还适用于全部停电后由发电机供电的检测场景,拓展了其应用范围。当配备绝缘油杯与温控装置时,仪器可测试绝缘油的介质损耗,进一步满足多样化的检测需求。
高压电容电桥 工频介电常数测试仪BQS-37a凭借其的性能特点,成为高压电力设备检测领域的理想选择。仪器配备大尺寸液晶中文显示屏,采用全触摸操作界面,操作流程直观清晰,操作人员无接受额外的专业培训,即可快速掌握使用方法,轻轻点击即可完成整个测量过程,充分体现了智能型介损测量设备的便捷性。在数据存储与管理方面,仪器内置日历芯片与大容量存储器,可按时间顺序保存 200 组检测结果,方便用户随时查看历史记录并支持打印输出。同时,仪器支持通过 U 盘导出数据,用户可在任意一台 PC 机上对数据进行查看、整理与分析,实现科学高效的数据管理。
该仪器具备多种测试模式,包括正接法、反接法与自激法,采用内高压、内标准的测试方式,可适应不同被试品的测试需求。针对电容式电压互感器(CVT)的检测,仪器表现尤为出色,能够实现全密封 CVT 的 C1、C2 介损及电容量的一步到位测试,无复杂操作。更值得一提的是,仪器支持不拆除 CVT 高压引线的情况下进行测量,节省了检测时间与人力成本。此外,通过反接屏蔽法,仪器还可准确测量 CVT 上端 C0 的介质损耗值和电容值,全面覆盖 CVT 检测的各类场景。
在技术性能方面,仪器内部的逆变器与采样电路均采用数字化控制,输出电压连续可调,能够实现高速采样,确保测量数据的及时性与准确性。为保障仪器的安全可靠运行,仪器配备了多重保护措施,包括输入电压波动保护、高压电流保护、输出短路保护、电源故障保护、过压保护、过流保护及温度保护等。同时,仪器设置了接地检测功能,若设备未可靠接地,将禁止升压操作,从源头避免安全隐患。
二、工作原理
在交流电压作用下,电介质会消耗部分电能并将其转化为热能,这种能量损耗现象称为电介质的损耗,是评估电介质绝缘性能的重要依据。当交流电压施加于电介质时,电压与电流之间会形成相角差 ψ,ψ 的余角 δ 被定义为介质损耗角,而 δ 的正切值 tgδ(介质损耗角正切)则是衡量电介质损耗程度的核心参数,tgδ 值越小,表明电介质的绝缘性能越好。
高压电容电桥 工频介电常数测试仪BQS-37a的测量线路由标准回路(Cn)和被试回路(Cx)两部分组成。标准回路由内置的高稳定度标准电容器与专用测量线路构成,其电容值稳定且已知,作为测量的基准参考;被试回路由被测试品与测量线路组成,用于采集被试品的电气参数。测量线路包含取样电阻、前置放大器及 A/D 转换器等关键部件,能够对电流信号进行采集与处理。
测试过程中,仪器通过测量电路分别采集标准回路与被试回路的电流幅值及其相位差。这些采集到的模拟信号经前置放大器放大后,由 A/D 转换器转换为数字信号,传输至数字信号处理器。数字信号处理器采用数字化实时采集方法,对两路信号进行矢量运算,计算出被试品的电容值(Cx)和介质损耗角正切值(tgδ)。
为确保在复杂电场环境下的测量准确性,仪器内部采用了多重抗干扰设计。除了数字陷波技术外,电路设计中还融入了屏蔽、滤波等抗干扰措施,有效抑制外部电场、磁场及电磁带来的干扰,保障测量数据的稳定性与可靠性。无论是在发电厂、变电站等强干扰现场,还是在实验室的测量环境中,仪器都能始终保持出色的测量性能,为用户提供准确可信的检测结果。
三、主要技术特性
(一)使用环境适应性
仪器具备良好的环境适应性,能够在较宽的温度范围内稳定工作,适用温度范围为 - 15℃至 40℃。在相对湿度低于 80% 的环境条件下,仪器的各项性能指标不受影响,可满足不同地区、不同季节的现场检测需求,无论是寒冷的北方冬季,还是潮湿的南方夏季,都能正常投入使用。
(二)电源与供电兼容性
仪器的电源输入为 AC 220V,允许电压波动范围为 ±10%,能够适应不同地区电网电压的波动情况。同时,仪器支持发电机供电,当现场停电或缺乏稳定市电时,可通过发电机为仪器提供工作电源,进一步提升了仪器的现场适用性,确保检测工作不受供电条件的限制。
(三)高压输出性能
仪器的高压输出范围为 0.5KV 至 10KV,电压调节步长为 0.1kV,用户可根据被试品的测试要求,调节输出高压。高压输出的精度控制在一定范围内,能够满足各类高压电力设备的测试电压需求。高压输出的大电流为 200mA,容量为 2000VA,可提供稳定的高压输出功率,确保对大容量被试品的有效测试。
(四)自激电源参数
自激电源的输出范围为 AC 0V 至 50V,大输出电流为 15A,支持多种频率模式,包括 50HZ、60HZ 单频模式,以及 45HZ/55HZ、47.5HZ/52.5HZ、55HZ/65HZ、57.5HZ/62.5HZ 自动双变频模式。多样化的频率模式为不同类型被试品的测试提供了灵活的选择,尤其适用于 CVT 等特殊设备的自激法测试。
(五)测量分辨率与精度
仪器在测量分辨率方面表现优异,介质损耗角正切值(tgδ)的测量分辨率为 0.001%,电容值(Cx)的测量分辨率为 0.001pF,能够捕捉被试品参数的细微变化。在测量精度方面,tgδ 的测量误差为 ±(读数 ×1.0%+0.040%),Cx 的测量误差为 ±(读数 ×1.0%+1.00PF),高精度的测量性能确保了检测结果的准确性与可信度。
(六)测量范围
仪器对 tgδ 的测量无限制,可满足各类电介质的损耗测量需求。电容值(Cx)的测量范围为 15pF 至 300nF,具体测量范围会随测试电压变化:在 10KV 测试电压下,Cx 测量上限为 40nF;在 5KV 测试电压下,Cx 测量上限为 150nF;在 1KV 测试电压下,Cx 测量上限为 300nF。针对 CVT 测试,Cx 的测量范围同样为 15pF 至 300nF,能够全面覆盖常见 CVT 设备的电容测量需求。
(七)外形尺寸与重量
仪器主机的外形尺寸为 350mm(L)×270mm(W)×270mm(H),附件箱的外形尺寸为 350mm(L)×270mm(W)×160mm(H),紧凑的结构设计便于运输与现场存放。主机重量为 22.75Kg,附件箱重量为 5.25Kg,整体重量适中,方便操作人员在现场进行搬运与安装。
(八)数据存储能力
仪器内置大容量存储器,可存储 200 组测试数据,每组数据包含测量时间、测试参数、测量结果等完整信息。数据按时间顺序存储,用户可通过仪器的触摸显示屏便捷查询历史数据,也可通过打印机打印输出,或通过 U 盘导出至 PC 机进行长期存储与分析。
四、面板说明
(一)面板整体布局
BQS-37a 工频介电常数测试仪的面板布局合理,各功能部件位置设计科学,便于操作人员快速识别与操作。面板上集成了紧急停机按钮及高压指示灯、复位按钮、U 盘接口、总电源开关、电源输入插座、试品低压输入 Cx 插座、触摸显示屏、接地接线柱、ES 自激输出、打印机、高压输出 HV 插座等关键部件,各部件均有清晰的标识,方便用户进行接线与操作。
(二)各部件详细说明
紧急停机按钮及高压指示灯该部件是保障测试安全的关键装置,安装位置醒目,便于操作人员在紧急情况下快速触及。其核心功能是在仪器测试过程中有高压输出时,若遇到紧急情况需要立即断开高压输出,操作人员按下紧急停机按钮后,仪器将从内部迅速切断高压输出,避免危险发生。同时,按钮内置的指示灯作为高压输出指示灯,当仪器处于高压输出状态时,指示灯亮起,提醒操作人员注意安全,避免触碰高压相关部件。
复位按钮复位按钮安装在面板易于操作的位置,主要功能是为仪器提供复位功能。当仪器出现操作失误、程序异常或需要重新开始测试时,操作人员可按下复位按钮,仪器将恢复至初始状态,便于重新进行参数设置与测试操作。
U 盘接口U 盘接口位于面板的合理位置,主要用于将仪器内部保存的测试数据导入并保存到 U 盘中。用户在使用时,只需将 U 盘插入该接口,即可通过仪器的触摸显示屏操作数据导出功能。需要特别注意的是,在数据传输过程中,严禁随意拔出 U 盘,只有当数据传输完毕且液晶屏上出现拔出 U 盘的提示后,方可安全拔出 U 盘,否则可能导致 U 盘损坏或数据丢失。
总电源开关总电源开关是控制仪器整体供电的关键部件,安装位置明显。打开该开关,仪器将接通电源并进入工作状态;关闭该开关,仪器内部所有电源系统将同时关闭。在紧急情况下,操作人员应立即关闭此开关并拔掉输入电源线,以确保设备与人员安全。
电源输入插座电源输入插座用于为仪器提供工作电源,支持 AC 220V±10% 的电压输入。接线时,使用标准电源连接线将插座与市电或发电机相连接即可。插座内部内置保险管保护装置,当出现电压异常等不正常情况时,保险管会自动烧毁,使仪器断电,从而保护仪器内部电路免受损坏。
试品低压输入 Cx 插座试品低压输入 Cx 插座的主要功能是在正接法测试时,输入被试品的测试信号。其接线方法为:插座中心连接黑色信号线的芯线,金属外壳连接黑色信号线的屏蔽层;正接法测试时,芯线连接被试品的低压信号端,若被试品低压信号端设有屏蔽极(如低压端的屏蔽环),则可将屏蔽层连接于屏蔽极,若无屏蔽极,屏蔽层可悬空放置。
使用该插座时,需注意以下几点:一是在启动测试过程中,严禁拔下插头,以防被试品电流经人体入地,造成安全隐患;二是用标准介损器或标准电容器检测正接法精度时,应使用全屏蔽插头连接介损器或标准电容器,避免暴露的芯线受到干扰,导致测量误差;三是测试过程中,应保证插座中心测试芯线与被试品低压端实现零电阻连接,否则可能引起测量结果的数据波动,影响测量精度;四是在强干扰环境下拆除接线时,应在保持电缆接地状态下断开连接,防止感应电击。
触摸显示屏触摸显示屏是仪器的操作与显示核心,采用 120mm×90mm 的大尺寸设计,支持全触摸操作,中文菜单显示清晰直观。显示屏能够实时显示仪器的工作状态、测试参数、测量进度及测试结果等信息,操作人员通过触摸屏幕上的相应选项,即可完成参数设置、测试启动、数据查询、打印、U 盘导出等一系列操作。使用过程中,应避免显示屏长时间受到阳光暴晒,同时防止重物挤压和利器划伤屏幕表面,以免影响显示与操作性能。
接地接线柱接地接线柱的主要功能是实现仪器的保护接地,是保障仪器安全运行的重要部件。仪器内部自带接地保护装置,在测试过程中,必须确保接地接线柱可靠接入地网,否则仪器将自动启动保护机制,不允许进行升压测试,以避免因接地不良导致的安全风险。
ES 自激输出ES 自激输出部件安装在面板的指定位置,其功能是在自激法测试 CVT 介损时,为 CVT 提供测量所需的高压电源。仪器内部为自激输出变压器的一端(变压器另一端已接地),使用时需将其连接到 CVT 的自激线圈(da)上,同时将 dn 接地。由于该输出端的低压输出电流较大,应采用仪器专用连接线连接到 CVT 二次绕组,并确保接触良好。需要注意的是,当选择正接法或反接法测量时,该输出将自动关闭。
打印机打印机为全自动热敏打印机,安装在面板的便捷位置,打印纸宽为 55mm,主要功能是在显示可打印数据时,将光标移动至 “打印” 项并按确认键,即可打印出测试结果。更换打印纸时,应使用热敏打印机专用打印纸,操作步骤为:首先扳起打印机旁边的卡扣,打开打印机盖板,然后按顺序将打印纸放入打印纸仓内,并留出少许部分在外面,合上打印机盖板即可完成更换。
高压输出 HV 插座高压输出 HV 插座是仪器变频高压输出的关键接口,同时用于检测反接线试品电流,也是内部标准电容器的高压端。其接线方法为:插座中心连接红色高压线的芯线,金属外壳连接红色高压线的屏蔽层;正接法测试时,芯线和屏蔽层都可作为加压线对被试品高压端加压;反接法测试时,只能用芯线对被试品高压端加压,若试品高压端有屏蔽极(如高压端的屏蔽环),则可将屏蔽层接于屏蔽极,无屏蔽极时屏蔽层悬空放置。
使用该插座时,必须严格遵守以下安全与操作规范:一是在启动测试过程中,该插座带有高压,存在触电危险,禁止触碰高压插座及与之相连的相关设备;二是用标准介损器或标准电容器检测正接法精度时,应使用全屏蔽插头连接介损器或标准电容器,避免暴露的芯线受到干扰,引起测量误差;三是测试过程中,应保证插座中心红色高压线芯线与被试品高压端实现零电阻连接,否则可能导致测量结果的数据波动,影响测量准确性。
五、使用说明
(一)主菜单操作
打开仪器的总电源开关后,仪器将进行自检,自检完成后自动进入主菜单界面。主菜单界面清晰直观,右侧列出了 “一般测试”“CVT 测试”“数据管理”“参数设置” 等主要测试选项,操作人员可通过触摸显示屏点击相应选项,进入对应的测试或设置界面进行操作。
需要特别注意的是,仪器启动测试后,若遇到紧急情况需要停止测试,只能通过按下紧急停机按钮实现,切勿按复位按钮,以免导致数据丢失或仪器故障。
(二)一般测试操作流程
接线准备:首先根据仪器的接线提示,正确连接仪器外部与被试品之间的连线。接线过程中,应确保各连接点接触良好,无松动、脱落现象,同时严格区分高压线路与低压线路,避免线路混淆导致安全隐患或测量误差。
进入测试菜单:在主界面中点击 “一般测试” 选项,进入下一级一般测试菜单。该菜单将显示测试方式、高压方式、高压电压、电源频率、标准方式、标准容量等参数设置选项,方便用户进行针对性设置。
参数设置:在一般测试菜单中,点击 “参数设置” 选项,进入详细的参数设置菜单。操作人员可分别点击每个需要设置的项目,通过触摸屏幕上的 “增加”“减小” 或 “选择” 按钮来修改参数。例如,测试方式可选择正接法或反接法,高压电压可在 0.5KV 至 10KV 范围内按 0.1KV 步长调节,电源频率可根据实际需求选择合适的频段,标准方式可选择内标准或外标准,标准容量可根据标准电容器的参数进行设置。参数修改完成后,点击 “保存” 按钮即可保存本次修改的参数并返回一般测试界面;若不需要保存本次修改,点击 “取消” 按钮则不保存并返回一般测试界面。
启动测试:相关参数设置完成后,长按 “启动测试” 按钮,仪器将进入测试菜单。测试过程中,电压值将根据先前所选择的测试电压平滑上升至设置值后保持稳定,随后仪器将自动开始测试。测试过程中,仪器将根据先前所选择的测试频率自动变频到各相应的频率进行多频次测试,以确保测量结果的稳定性与准确性。
查看与打印结果:测试完成后,仪器将自动显示测试结果,包括被试品的介质损耗角正切值(tgx)、电容值(Cx)、测试电流(Ix)、有功功率(Pr)等关键参数。测试结果将自动保存到仪器的存储器中,操作人员可点击 “打印” 按钮,通过内置打印机打印本次测试结果,便于存档与分析。
需要注意的是,每一种测试的具体参数设置和接线方法,应参考第六章 “参考接线” 中的相关说明,确保操作的规范性与准确性。
(三)CVT 测试操作流程
CVT 测试主要包括 CVT 分别测试、CVT 同时测试、CVT 变比测试等模式,其中 CVT 分别测试可实现对 C1 或 C2 的单独测试,满足不同的检测需求。
接线准备:根据 CVT 测试的接线提示,正确连接仪器外部与 CVT 设备之间的连线。接线时需特别注意,CVT 测试时高压线应悬空放置,不能接触地面,否则其对地附加介损会引起测量误差,影响测试结果的准确性。
进入测试菜单:在主界面中点击 “CVT 测试” 选项,进入下一级 CVT 测试菜单。该菜单将显示测试方式、自激高压、变比高压、电源频率等参数设置选项,方便用户进行个性化设置。
参数设置:在 CVT 测试菜单中,点击 “参数设置” 选项,进入详细的参数设置菜单。操作人员可分别点击每个需要设置的项目,通过 “增加”“减小” 或 “选择” 按钮修改参数。例如,测试方式可选择 CVT 分别测试、CVT 同时测试或 CVT 变比测试,自激高压可在 0V 至 50V 范围内调节,变比高压可根据 CVT 设备的参数设置为合适值,电源频率可选择对应的频段。参数修改完成后,点击 “保存” 按钮保存参数并返回 CVT 测试界面,点击 “取消” 按钮则不保存修改并返回。
启动测试:参数设置完成后,长按 “启动测试” 按钮,进入测试菜单。测试过程中,电压值将根据选择的测试电压平滑上升至设置值后保持稳定,随后仪器自动开始测试。测试过程中,仪器将根据选择的干扰频率自动变频到相应的频率进行测试,确保在复杂环境下的测量精度。
查看与打印结果:测试完成后,仪器将自动显示测试结果,如 C1、C2 的介质损耗角正切值、电容值、变比等参数(根据测试模式不同,显示的结果参数有所差异)。测试结果将自动保存,操作人员可点击 “打印” 按钮打印本次测试结果,用于存档与分析。
同样,CVT 测试的具体参数设置和接线方法,需参考第六章 “参考接线” 中的相关说明,确保测试操作的规范性与准确性。
(四)数据查询操作
进入数据管理界面:在主菜单中点击 “数据管理” 选项,进入数据管理界面。该界面提供 “数据查询”“U 盘备份”“退出” 等功能选项,用户可根据需求进行操作。
数据查询:点击 “数据查询” 选项,进入数据存放菜单。仪器所保存的数据均按照测量时间的先后顺序排列,第 000 个数据为测量数据,第 199 个数据为早期保存的数据。操作人员可通过触摸屏幕上的 “上页”“下页” 按钮移动光标,找到想要查看的数据项目。
数据打印:找到目标数据后,点击相应的数据条目,进入数据打印项目菜单。在此菜单中,操作人员可通过 “上页”“下页” 按钮翻页至相应的数据序号,点击 “打印” 按钮即可打印该数据,方便用户进行数据存档与分析。
(五)参数设置操作
参数设置主要包括时间设置、接地检测设置等功能,其中时间设置是常用的设置项目。
进入参数设置界面:打开仪器后,在主菜单中直接点击 “参数设置” 选项,进入参数设置界面。该界面将显示日期 / 时间、接地检测等设置项目。
时间设置:点击日期 / 时间项目,进入时间设置菜单。操作人员可点击想要修改的时间部分(年、月、日、时、分、秒),然后通过 “增加”“减小” 键调整相应的数值,直至设置为正确的时间。时间设置完成后,点击 “保存” 按钮保存修改的时间设置;若不需要保存,点击 “取消” 按钮退出设置并返回主界面。
接地检测设置:接地检测功能默认设置为 “开” 状态,确保仪器在测试过程中必须可靠接地才能升压。操作人员可根据实际需求,通过 “增加”“减小” 键切换接地检测的 “开”“关” 状态,但为了保障测试安全,建议始终保持接地检测功能为 “开” 状态。
需要注意的是,所有图片为操作界面的参考示意,实际仪器界面可能会存在细微差异,操作时应以实际仪器界面为准。在所有设置步骤中,若参数设置不当或想要再次改变设置,均可按 “取消” 键返回上一步骤;如果按 “取消” 键不能实现返回,则可以直接按复位键退到主菜单,重新开始设置。
六、参考接线
(一)接线基本原则
BQS-37a 工频介电常数测试仪的参考接线是保障测量精度与操作安全的关键环节,接线过程中应遵循以下基本原则:一是所有连线的虚线部分为电缆屏蔽层,实线部分为电缆芯线,接线时应确保屏蔽层与芯线连接正确,无短路、断路现象;二是应使用仪器出厂时配套的测试电缆,虽然仪器测量电缆具有一定的通用性,但由于本仪器属于高精密测量仪器,不同电缆的自身属性差异可能会影响测量结果的精度,因此测量时应尽量使用原厂附带的测试电缆;三是具体每个接线插座和端子使用何种电缆连接,应参考第四章 “面板说明” 中的相关规定,确保接线的正确性;四是接线完成后,应仔细检查各连接点是否牢固、接触良好,有无松动、脱落或接错现象,确保接线无误后再进行通电测试。
(二)各类测试接线方法
正接法(内电压 — 内标准 — 正接法,常规接线)正接法是常用的测试接线方式之一,适用于被试品低压端对地绝缘良好的情况。接线时,将仪器的高压输出 HV 插座通过红色高压线连接到被试品的高压端;将试品低压输入 Cx 插座通过黑色信号线连接到被试品的低压端,若被试品低压端有屏蔽极,可将黑色信号线的屏蔽层连接到屏蔽极,无屏蔽极时屏蔽层悬空;仪器的接地接线柱应可靠接地;标准回路采用仪器内置的标准电容器(内标准模式)。接线完成后,在仪器参数设置中选择 “正接法”“内高压”“内标准” 模式,并设置合适的高压电压、电源频率等参数,即可启动测试。
反接法(内电压 — 内标准 — 反接法,常规接线)反接法适用于被试品高压端对地绝缘不良或无法接地的情况。接线时,将被试品的高压端接地;仪器的高压输出 HV 插座通过红色高压线连接到被试品的低压端,红色高压线的屏蔽层可根据被试品情况连接到被试品的屏蔽极(若有),无屏蔽极时屏蔽层悬空;试品低压输入 Cx 插座通过黑色信号线连接到被试品的低压端(与高压输出线连接同一端);仪器的接地接线柱可靠接地;标准回路仍采用内置标准电容器(内标准模式)。参数设置时选择 “反接法”“内高压”“内标准” 模式,设置相应的测试参数后启动测试。
CVT 测试接线CVT 测试包括 CVT 分别测试、不拆高压引线测试 CVT、反接屏蔽法测量 CVT 上端 C0 等多种模式,其接线方法各有不同:(1)CVT 分别测试(普通测试):该模式用于单独测试 CVT 的 C1 或 C2。接线时,将仪器的高压输出 HV 插座连接到 CVT 的高压端,试品低压输入 Cx 插座连接到 CVT 的 C1 或 C2 输出端,ES 自激输出端不接线(采用内高压模式),仪器接地接线柱可靠接地。参数设置中选择 “CVT 分别测试” 模式,设置合适的高压电压、电源频率等参数,即可启动测试。(2)不拆高压引线测试 CVT:该模式采用 CVT 自激法,电压≤2kV。接线时,无拆除 CVT 的高压引线,将仪器的 ES 自激输出端连接到 CVT 的自激线圈(da)上,CVT 的 dn 端接地;试品低压输入 Cx 插座连接到 CVT 的 C1 或 C2 输出端;仪器接地接线柱可靠接地。参数设置中选择 “CVT 分别测试” 或 “CVT 同时测试” 模式,设置自激高压、电源频率等参数,启动测试后,仪器通过自激输出为 CVT 提供测量所需的高压电源,实现不拆高压引线的测量。(3)反接屏蔽法测量 CVT 上端 C0:该模式采用反接法,电压≤2kV。接线时,将 CVT 的高压端接地,仪器的高压输出 HV 插座连接到 C0 的输出端,红色高压线的屏蔽层连接到 CVT 的屏蔽极;试品低压输入 Cx 插座连接到 C0 的输出端;仪器接地接线柱可靠接地。参数设置中选择 “反接法”“CVT 测试” 模式,设置相应的测试参数后启动测试,即可测量 CVT 上端 C0 的电容值和介损。
电压互感器测试接线电压互感器测试包括一次侧对二次侧、一次侧对二次侧及地、二次侧对一次侧及地、末端屏蔽法等多种接线方式:(1)一次侧对二次侧:接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到电压互感器的一次侧,试品低压输入 Cx 插座连接到二次侧,二次侧另一端悬空;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压设置为 2KV,参数设置选择 “正接法” 模式。(2)一次侧对二次侧及地:接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到一次侧,试品低压输入 Cx 插座连接到二次侧,二次侧及电压互感器外壳接地;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 2KV,参数设置选择 “反接法” 模式。(3)二次侧对一次侧及地:接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到二次侧,试品低压输入 Cx 插座连接到一次侧,一次侧及电压互感器外壳接地;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 2KV,参数设置选择 “反接法” 模式。(4)末端屏蔽法:接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到电压互感器的一次侧,试品低压输入 Cx 插座连接到末端屏蔽层,电压互感器二次侧接地;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 10KV,参数设置选择 “正接法” 模式。
电流互感器测试接线电流互感器测试包括一次侧对二次侧、一次侧对末屏(常用)、一次侧对二次侧及地等接线方式:(1)一次侧对二次侧:接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到电流互感器的一次侧,试品低压输入 Cx 插座连接到二次侧,二次侧另一端悬空;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 10KV,参数设置选择 “正接法” 模式。(2)一次侧对末屏(常用):接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到一次侧,试品低压输入 Cx 插座连接到末屏,电流互感器二次侧及外壳接地;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 10KV,参数设置选择 “反接法” 模式。(3)一次侧对二次侧及地:接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到一次侧,试品低压输入 Cx 插座连接到二次侧,二次侧、末屏及外壳接地;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 10KV,参数设置选择 “反接法” 模式。
高压穿墙套管测试接线高压穿墙套管测试包括芯棒对末屏(常用)、芯棒对末屏及地两种接线方式:(1)芯棒对末屏(常用):接线前需解开末屏接地,仪器高压输出 HV 插座连接到芯棒,试品低压输入 Cx 插座连接到末屏;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 10KV,参数设置选择 “正接法” 模式。(2)芯棒对末屏及地:接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到芯棒,试品低压输入 Cx 插座连接到末屏,末屏及套管外壳接地;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 10KV,参数设置选择 “反接法” 模式。
电力变压器测试接线电力变压器测试包括一次绕组对二次绕组、一次绕组对二次绕组及地、二次绕组对一次绕组及地三种接线方式:(1)一次绕组对二次绕组:接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到一次绕组,试品低压输入 Cx 插座连接到二次绕组,二次绕组另一端悬空;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 10KV,参数设置选择 “正接法” 模式。(2)一次绕组对二次绕组及地:接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到一次绕组,试品低压输入 Cx 插座连接到二次绕组,二次绕组及变压器外壳接地;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 10KV,参数设置选择 “反接法” 模式。(3)二次绕组对一次绕组及地:接线时,仪器高压输出 HV 插座连接到二次绕组,试品低压输入 Cx 插座连接到一次绕组,一次绕组及变压器外壳接地;仪器接地接线柱可靠接地。测试电压为 10KV,参数设置选择 “反接法” 模式。
绝缘油介损测试接线绝缘油介损测试需配备专用绝缘油杯与温控装置,接线时需注意以下几点:一是油杯体在测试过程中为高压端,操作人员应注意安全,避免触碰;二是采用正接法测试;三是仪器高压输出 HV 插座通过红色高压线连接到油杯的 C 高压端;四是试品低压输入 Cx 插座通过黑色测试线连接到油杯的 A 测试端,黑色测试线的屏蔽层连接到油杯地;五是测试电压设置为 2KV;六是油杯的 B 屏蔽端接地;七是仪器接地接线柱可靠接地。接线完成后,设置相应的测试参数并启动测试,仪器将自动测量绝缘油的介质损耗。
标准电容器、标准介损器测试接线标准电容器、标准介损器测试分为正接法与反接法两种方式:(1)正接法:接线时,仪器高压输出 HV 插座通过红色高压线连接到试品的高压端;试品低压输入 Cx 插座通过黑色测试线连接到试品的低压端;黑色测试线的屏蔽层连接到试品的屏蔽极(E);仪器接地接线柱可靠接地。参数设置选择 “正接法” 模式,设置合适的测试参数后启动测试。(2)反接法:接线时,将试品的高压端接地;仪器高压输出 HV 插座通过红色高压线连接到试品的低压端;红色高压线的屏蔽层连接到试品的屏蔽极(E);试品低压输入 Cx 插座悬空;仪器接地接线柱可靠接地。测试过程中,试品桶体为高压端,操作人员应注意绝缘,避免触电。参数设置选择 “反接法” 模式,设置相应的测试参数后启动测试。
七、使用注意事项
(一)安全操作规范
本仪器能在停电设备上使用,测试过程中,其他相关设备可保持不断电,但需确保被试品处于完全停电状态,并做好安全隔离措施,避免误合闸导致危险。
仪器自带有升压装置,测试过程中会产生高压,操作人员应注意高压引线的绝缘情况,确保引线无破损、老化现象,同时与人体、其他金属物体保持足够的安全距离,避免高压放电造成触电事故。
仪器必须可靠接地,接地电阻应符合相关要求,测试前需检查接地接线柱与地网的连接是否牢固,无松动、脱落现象。若接地不良,仪器将自动启动保护机制,不允许升压测试,操作人员不得擅自解除接地保护。
使用本仪器检测设备前,应先对被试品进行绝缘检测,确保被试品无明显的绝缘缺陷或短路故障,避免因被试品绝缘不良导致测试过程中发生击穿,损坏仪器。
测试前应明确被试品的耐压等级,根据耐压等级正确选择仪器的升压档位,严禁超出被试品耐压等级进行升压,以防击穿设备并损坏仪器。
仪器所配专用高压电缆出厂时已通过严格检测,但在测量过程中仍需远离人体及其他非测试设备,避免高压泄漏造成安全隐患。
(二)仪器使用与维护要求
仪器的输入电压为 AC 220V±10%,超出该范围可能会影响测试精度,甚至损坏仪器内部电路。若现场供电电压波动较大,建议配备稳压电源后再使用仪器。仪器的输入电压不得超过 AC 264V,否则会造成仪器损坏,此类损坏不在保修范围内。
打印机在搬运过程中可能因卷纸松动出现打印卡纸现象,此时操作人员应先关闭打印机电源,然后将卷纸取出,绕紧后重新装入,再开启打印机电源即可正常使用。更换打印纸时,应使用热敏打印机专用打印纸,确保打印质量。
仪器应存放在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中,避免潮湿环境导致仪器内部电路受潮损坏,同时防止剧烈震动,以免影响仪器的测量精度与使用寿命。
当使用发电机供电时,应将发电机的输出零线接地,否则仪器会提示接地有误,无法正常启动测试。发电机供电时,应确保供电电压稳定,频率符合仪器要求。
仪器的触摸显示屏是精密部件,使用过程中应避免用尖锐物体触碰屏幕,防止划伤;同时避免长时间阳光暴晒,以免影响显示屏的显示效果与使用寿命。
仪器在使用过程中若出现故障,如无法启动、测试数据异常、报错等情况,操作人员应首先关闭仪器电源,检查接线是否正确、接地是否良好、电源是否稳定等,若无法排除故障,应及时联系专业维修人员进行检修,不得擅自拆卸仪器内部部件。
(三)数据与配件管理
仪器存储的测试数据应定期备份,可通过 U 盘导出至 PC 机进行长期存储,避免因仪器故障导致数据丢失。备份的数据应进行分类管理,便于后续查询与分析。
仪器的随机配件应妥善保管,包括红色高压测试线、黑色低压测试线、CVT 自激电源线、AC220V 电源线、接地线、保险管、打印纸等。配件存放时应避免挤压、折叠,防止线路破损,保险管、打印纸等消耗品应备用充足,以便及时更换。
更换测试电缆或配件时,应选择与仪器匹配的型号,不得使用不符合规格的配件,以免影响测量精度或损坏仪器。
仪器的使用说明书是重要的技术资料,应妥善保管,便于操作人员随时查阅,了解仪器的操作规范、技术参数、故障排除等相关信息。
八、名称解释
(一)核心参数定义
功率因数(PF):功率因数是指输入有用功功率与输入总功率(视在功率)的比值,反映了电路中电能的利用效率,在介损测试中,功率因数与介质损耗角正切值存在一定的关联关系,可辅助评估被试品的绝缘性能。
介质损耗值(tgx):即被试品的介质损耗角正切值(tanδ),是衡量电介质在交流电压作用下能量损耗程度的核心参数,tgx 值越小,表明电介质的绝缘性能越好,能量损耗越小。
电容容量(Cx):指被试品的电容值,是反映电容器存储电荷能力的物理量,在高压电力设备中,电容值的变化可反映设备绝缘状态的变化,是评估设备绝缘性能的重要指标之一。
测试电流(Ιx):指测试过程中流过被试品的电流,其幅值与相位信息是计算介质损耗角正切值和电容值的重要依据,仪器通过测量测试电流来获取被试品的相关参数。
有功功率(Pr):指容性设备在交流电路中消耗的有功功率,与介质损耗密切相关,是评估被试品能量损耗的重要参数,其计算公式为 Pr = Ux × Ιx × cos (θ),其中 Ux 为测试电压,θ 为电压与电流的相位差。
测试电压(HV):指测试过程中施加在被试品上的高压电压,其数值根据被试品的类型与测试要求确定,仪器可在 0.5KV 至 10KV 范围内调节。
测试频率(f):指测试过程中交流电压的频率,仪器支持多种频率档位调节,通过改变测试频率可避开工频电场干扰,确保测量精度。
介质损耗角(δ):当交流电压施加于电介质时,电压与电流之间相角差 ψ 的余角,即 δ = 90° - ψ,是反映电介质能量损耗的关键物理量,其正切值(tgδ)是介损测试的核心参数。
相位角(θ):电压与电流之间的相位差,与功率因数相关,功率因数 PF = cos (θ),通过测量相位角可计算出功率因数与有功功率等参数。
(二)参数关联与应用
在介损测试过程中,各参数之间存在密切的关联关系。仪器通过测量标准回路与被试品回路的电流幅值及相位差,结合已知的标准电容器参数,通过矢量运算得出被试品的电容值(Cx)和介质损耗角正切值(tgx)。功率因数(PF)、有功功率(Pr)等参数可根据测试电压(HV)、测试电流(Ιx)及相位角(θ)推导得出,这些参数共同构成了评估被试品绝缘性能的完整数据体系。
在实际应用中,操作人员可通过分析这些参数的数值及变化趋势,判断被试品的绝缘状态。例如,若被试品的 tgx 值明显增大,可能表明其绝缘存在老化、受潮、污染等缺陷,需要进一步检查与处理;电容值(Cx)的异常变化可能反映被试品内部存在绝缘破损、局部放电等问题,为设备的维护与检修提供重要依据。
通过对这些参数的测量与深入分析,BQS-37a 工频介电常数测试仪能够为高压电力设备的安全稳定运行提供可靠的技术支持,帮助操作人员及时发现设备绝缘隐患,采取针对性的维护措施,避免设备故障导致的电力事故,保障电力系统的安全运行。