高压介质损耗因数测试仪检定系统的研究

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【摘 要】为解决高压介质损耗因素测试仪的检定问题，在分析高压介质损耗因数测试仪的工作机理的基础上，设计一套高压介质损耗因素测试仪检定系统，并简要说明控制流程的实现。介质损耗因数测量结果不确定度评定结果表明，该装置可作为计量标准解决1级及以下等级高压介质损耗因数测试仪的量值溯源问题。

【关键词】高压；电容；介质损耗因数；检定系统

0 引言

高压介质损耗因数测量仪是一种检测各种绝缘套管、绝缘板、线缆、CT、PT等中高压仪器的介损和电容[1-2]。依据电力行业推荐标准DL/T962相关技术条件要求，测量点需要覆盖全部量程，且要选取若干单点电容的标准器对被检的上、中、下三个位置的误差进行检定。而从当前国内高压介质损耗测试仪的检定装置来看，各类标准器均需要人工切换档位，这也大大影响检定效率。因此自动高压介质损耗因数测试仪检定系统的构建就显得尤为重要。

1 高压介质损耗因数测试仪的工作机理

介损仪工作原理（如图1所示）在结构上采用一体化设计，应用数字测量技术对各种高压电力设备进行自动测量电容量及介质损耗因数的仪器设备。通常高压电容及介质损耗因数测量单元、内置高压试验电源和高压标准电容器组成的测量装置。高压试验电源通常不高于10kV，输出试验电压频率为45Hz～55Hz[3-4]。

2 高压介质损耗因数测试仪检定系统的实现

绝缘材料一般可用C或R通过串联或并联组成的等效回路和矢量图来表示。基于串联模型的高压介质损耗因素测试仪检定系统如图2所示[5]。

检定时，先设置需要检定的标准点。设定完成后，计算机给标准器发送控制命令设定一个电容及介损，并控制被检开始升压。当被检仪器电压降至零后，上位机再发出指令，通过光电隔离器和继电器进行电容切换，重复以上过程，即可完成被检测试仪的检定工作。

3 介质损耗因数测量结果不确定度评定

采用直接测量法，将被检和标准高压端并联，由标准器给出参考值同时读取被检示值，从而确定被检示值误差。测量时，温度为18℃～22℃，相对湿度为45% RH～75% RH。

3.1 数学模型

数学模型为？驻D=Dx-Ds。其中，Dx为被检示值，Ds――标准示值。

3.2 A类标准不确定度分量评定

在相同条件下，选取标准器介质损耗因数的测量点为1%，每次测量均重新接线，测量列如下：

根据贝塞尔公式可得，A类标准不确定度uA为0.119%，转化成相对形式为：uArel=0.012%。

3.3 B类标准不确定度分量评定

3.4 扩展不确定度

4 结论

本文在分析高压介质损耗因数测试仪的工作机理的基础上，设计了高压介质损耗因素测试仪检定系统，并简要说明控制流程的实现。介质损耗因数测量结果不确定度评定结果表明，测量结果的扩展不确定度为0.027%，小于被检最大允许误差绝对值（1%）的三分之一，可作为计量标准解决1级及以下等级高压介质损耗因数测试仪的量值溯源问题。

【参考文献】

[1]杨文斌.基于虚拟仪器的变压器套管介质损耗因数在线检测的研究[J].绝缘材料，2007，40（6）.

[2]田科.介质损耗因数自动测试仪的研究及实现 [D].四川：西南交通大学，1999.

[3]张杰梁，董小龙，黄洪，赵斯b，等.互感器校验仪差压回路的分析及其附加负荷推算[J]，中国测试，2015（12）：

[4]国家质量监督检验检疫总局.JJG 1126-2016 高压介质损耗因数测试仪检定规程[S].北京：中国计量出版社，2016

[5]聂虹.500kV洪沟变电站电容性设备绝缘在线监测系统应用研究[D].重庆：重庆大学，2008.