介质损耗自动测试仪

本文论述了由西安科研所研制的一种介质损耗自动测试仪的主要研究内容、工作原理及技术性能。该设备具有技术先进、智能化程度高、测试数据准确、测试效率高及现场使用十分方便等特点。

1、国内外介质损耗测试仪现状

在电气化铁路运输系统中，测量高压变压器、互感器、电抗器、电容器、避雷器及绝缘套管等高压电器设备的介质损耗因数(tgδ)是衡量其绝缘性能的Z基本方法。介质损耗检测是绝缘试验中Z基本的检测试验项目之一，它可以有效地发现和掌握高压电器设备的整体绝缘状况及局部缺陷等问题，被广泛应用于电工制造、电气设备安装、工程验交及预防性试验中。

目前，大多数维修单位仍然使用着六、七十年代生产的老式仪器，均存在测量精度较低、操作过程繁琐、测量时间长、效率低、体积笨重、抗干抗及安全性能较差等问题，已经远远不适应电气化铁路飞速发展的需要。为此，西安科研所研制了智能型介质损耗自动测试仪。

2、介质损耗自动测试仪工作原理

介质损耗自动测试仪由高压升压回路、测量回路与微机控制系统组成。

高压升压回路由lkVA高稳定度电压可调节的高压电源电路、切换电路及保护回路组成，提供测量时所需的高压电源。

测量回路由标准回路和被测回路构成。标准回路由高稳定度标准电容器和16位ADC采样电路组成，被测回路由被测试品和16位ADC采样电路组成。

微机控制系统由AT—MEL89C52与汇编语言应用软件实现数字化实时处理，对采样电路测得的标准回路电流幅值、被测回路电流幅值及相应关系进行数据处理与分析，结合移相法与倒相法等算法进行矢量运算，计算得出介质损耗值(tgδ)和电容值(C)，完成实时测量的任务。

3、介质损耗自动测试仪主要研究内容

介质损耗自动测试仪课题研究的主要内容有检测系统设计、高稳定度高压电源装置的研制、微型计算机检测抗干扰系统的研制、矢量运算法的应用与算法程序的设计等。

3.1检测系统设计

本课题的主要研制工作是检测系统设计。研制一种智能化程度高、一体化设计、具有良好的人一机交互界面、性价比高、能够满足现场使用单位需要的自动检测设备是研制的目的。

3.2高稳定度高压电源装置的研制

研制一种稳定度高、波形失真度小及小型化的特种高压电源装置，是自动检测的基础与一体化设计的关键问题。

3.3微型计算机检测抗干扰系统的研制

本检测仪器所具有的自适应、自稳定、自跟踪及测试过程自动化等功能均由微机软、硬件实现。在电气化系统中，电磁干扰很强，若对干扰处理不当，将导致测量结论的错误，甚至引起整个仪器无法正常工作。因此研制一套抗电磁干扰力强、功能完善的微机应用系统是本课题研制的核心问题。

3.4矢量运算方法的应用与算法程序的设计

应用移相法与倒相法相结合等矢量运算法，程序设计比较复杂，增加了微机程序的运算工作量，其优点是能排除3次、5次、7次等奇次谐波干扰，使仪器具有自动排除电磁干扰的功能。

4、介质损耗自动测试仪主要技术性能指标

4.1额定工作条件

(1)环境温度：-25~+45℃；相对湿度：30%~85%；

(2)海拔高度：≤2500m；

(3)工作电源AC220V±20V，频率50±5Hz；

(4)额定功率：≤100VA；

4.2测量范围

(1)介质损耗值：0~0.5，

分辨率：0.0001；

5、型式试验和试运行试验

在完成全部研制任务以后，于2002年2月通过机械工业部第五(西安)专业计量测试ZX站(西安高压电器研究所)型式试验和检定/计量鉴定。

于2002年12月先后在西安供电段、略阳供电段管内的多个变电所投入使用至今，分别对电流互感器、电压互感器、电容器、套管、隔离开关等设备进行了介质损耗检测，测试数据准确，测试速度快(测试一个项目不超过3分钟)，自动化程度高、大屏幕中文菜单、读数直观无需换算、操作简单方便、抗电磁干扰能力强，解决了日常维修工作的难题，现场使用十分方便。通过陕西铁通通信工程公司分别在襄渝线、宝成线等施工现场进行使用，对安装的400kHz无线通信过相装置进行绝缘检测，性能稳定可靠，使用效果良好，受到施工单位好评。

6、结论

(1)介质损耗自动测试仪采用了一体化结构设计，在仪器内部设有标准高压电容器、测试电源和电压调节装置，可提供Zgao测试电压10kV，具有双重屏蔽措施，保证测试数据稳定可靠和高精度；有高压安全保护及报警功能，保证测试过程的安全；采用了大屏幕中文液晶显示器，中文菜单，测试数据自动存储，具有查询和打印功能。

(2)该仪器经机械工业第五(西安)计量测试ZX站(西安高压电器研究所)进行了型式试验和整机的指标计量检定测试，测试结论为合格，全部达到设计指标。仪器经现场实际运用考验，使用方便，操作简单，工作可靠。

(3)该仪器在同类测试设备中处于国内技术先进水平，今后将进一步优化设计，扩大推广使用范围，更好地为铁路安全运输生产服务。