变频抗干扰介质损耗全数字测量仪及其测量方法技术

本发明专利技术属于用电的方法进行测量的方法，尤其属于抗干扰介质损耗测量仪及其测量方法。本发明专利技术所为一种变频抗干扰介质损耗全数字测量仪，由内置变频电源、升电压装置、标准电容器、Ａ／Ｄ转换器、中央处理器ＣＰＵ、显示器、电流互感器组成，其要点在于，所使用的电流互感器为钳形电流互感器。本发明专利技术的优点在于创造性地直接用末屏分压作为取样信号，充分利用钳形电流互感器连接上简单、快捷的优点，不改变原有设备的接线方法，可直接与电容性设备的末屏接地线连接，不必在每个待测的电气设备上设置测试传感器，可实现移动测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于用电的方法进行测量的方法，尤其属于抗干扰介质损耗测量仪及其测量方法。
技术介绍
介质损耗是电气设备绝缘在线监测的重要内容之一，特别是对于电容性设备，例如套管耦合电容器等，在线监测是对运行中的电气设备的绝缘状态或其他状态进行自动的连续监测，故也称状态监测，是自20世纪7Q年代以来发展的一项新的试验技术，它能随时测得反映绝缘状况变化的信息，进行分析处理后可及时对设备状况作出诊断，根据诊断结果作出继续运行或检修的决定。这样既降低了停电和维修费用，又能及时发现故障而P务低事故引起的损失，原理框图如图1所示。介损测量的主要方法有电桥法、相位差法和全数字测量法，电桥法的优点是可靠性高较准确；缺点是才喿作复杂，不够先进，实际得不到应用。相位差法则是直接:测量介质损耗角5 (tg5 5 ),电流信号，I通过套在电容性设备的未屏接地线上的电流传感器测得，如图2 (a)所示，而电压信号U则通过同相的电压互感器测得，如图2(b)所示。通过对信号U, I放大整形等一套电子系统的处理可测得其相应O,则tg5 5-rc/2-①该法的优点是容易实现自动化的连续监测，但其根本弱点是tg5是个小数值，是①和ti/2两个大数之差，故各种误差因素均会引起较大的测量误差，造成数据重复性差，可靠性低的缺点。该方法个别在用，但其不稳定，故得不到实际推广应用。全数字测量法是将微机理技术全数字处理技术引入介质损耗测量系统，是最新研究出的一种测量绝缘介质损耗的方法及其装置，它采用全数字滤波技术及矢量法测量原理，避开了以往测量需要高精度、高稳定性的电流互感器、滤波器、电源移相器、过零检测器等技术难点，具有很高的测量精度和稳定性，在高压电气设备的绝缘监测中有广阔的应用前景，可创造较大的社会效益和经济效益。目前其信号的采集普遍采用穿心式电流互感器或电容分压法，穿心式电流互感器需停电安装，受外界影响大，维护和使用不方便；电容分压法改变了原有设备的接线方法，存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服上述缺点，提供一种工作可靠，精确度高，抗干扰能力强的变频抗千扰介质损耗全数字测量仪及其测量方法。本专利技术所采用的技术方案为一种变频抗干扰介质损耗全数字测量仪，由内置变频电源、升电压装置、标准电容器、A/D转换器、中央处理器CPU、显示器、电流互感器组成，其要点在于，所使用的电流互感器为钳形电流互感器。所述的钳形电流互感器由两个半圓磁电传感器元件、降压用初次级线圏组成，构成回路。一种变频抗干扰介质损耗全数字测量方法，通过传感器将电气设备中的所需信号进行信号预处理、数据采集、信号传输、数椐处理、诊断后运行技术措施反馈至全数字测量仪，其要点在于，利用全屏蔽法进行数据采集，两个钳形电流互感器通过直接钳住电容性设备的末屏接地线上测得电气设备两脚同相电流或单脚电流与电压信息传输给全数字测量仪，运算后显示器显示结果。本专利技术的优点在于创造性地直接用末屏分压作为取样信号，充分利用钳形电流互感器连接上简单、快捷的优点，不改变原有设备的接线方法，可直接取电容性设备的末屏接地线电流信号作为采样信号，不必在每个待测的电气设备上设置测试传感器，可实现移动测试。附图说明图1为介质损耗测量的电路原理示意图图2的U )、 (b)为电容性设备的末屏电路图3为本专利技术的原理结构示意图图4为本专利技术的电路原理示意图其中1内置变频电源 2升电压装置 3标准电容器 4 A/D转换器5中央处理器CPU 6显示器 7电流互感器具体实施例方式下面结合视图对本专利技术进行详细的描述，下面的实施例可以使本专业的才支术人员更理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。图2为电容性设备的末屏电路，是本专利技术的检测对象，本专利技术如图3、图4所示，种变频抗干扰介质损耗全数字测量仪，由内置变频电源l、升电压装置2、标准电容器3、 A/D转换器4、中央处理器CPU5、显示器6、电流互感器7组成，其要点在于，所使用的电流互感器为钳形电流互感器。所迷的钳形电流互感器由两个半圆磁电传感器元件、降压用初次级线圏组成，构成回路。本专利技术测量方法为通过传感器将电气设备中的所需信号进行信号预处理、数据采集、信号传输、数据处理、诊断后运行技术措施反馈至全数字测量仪，两个钳形电流互感器通过直接钳住电容性设备的末屏电路(图2 )的接地线的A、 Al点，分别测得电气设备两脚同相电流或单脚电流与电压信息传输给全数字测量仪，经A/D转换器4转换后传输给中央处理器CPU5，经设定的标准模式运算后，结果由显示器显示。本专利技术测量仪中备有升电压装置，以便被测电路断电时供电。为克服上述用硬件测量tan5的不足，提出了用软件计算相位差的全数字化处理的tan5测量技术，即全数字测量法。仍由上述电流传感器和同相电压互感器测得电流、电压信号，两路信号通过A/D转换成数字信号后即用软件进行运算和处理，它运用傅里叶变换和三角函数的正交性质直接算得tan 5 ,基本原理如下。在电工技术中所遇到的周期性函灵敏/ ("通常均可分解为从直流分量到各次谐波所组成的傅里叶级数，即/ ( O =a0+ ( aicos co f+b!si詣O + ( a2Cos2 co /+b2sin2co O +. - (1)等式两边各乘以coscot并取定积分，得J^"/(0 cos =〖x a 0 cos =〖"a cos erf cos An^(fitf) +1 a2cos26 cosA:^/(>vZ)+ i bisin6^cosi6 ^/(w0+丄 b2sin2份/cos矢6^00十 才艮据三角函数的正交性质，取m, n为任意整数，且o^n，则下列定积分成立f sin/wx血=(9 ， { cos nxdtc = C> ， f本(sinm^^dx-Jr, f (cosmx)2(ix= 71 ，f龙/0)cos^yf<i(or)= ak (cosfc ^)2d (cot) =ak7T所以a^(丄)广/(OcosA:份^/(加) (2 )同理用sinkwt去乘式(1)两连并取定积分可得我们感兴趣的M波，基波的系数为th-丄丄21 /(0 sin W (6>f) = * f /(0 sin o幼 (5 )利用三角函数的两角和的公式，式(l)中基波分量可改写为A产acos co t+hhsinco t=A1Msin ( cot+Oi) (6)式中，A1M= ( a +b/) 5， a产Au(Sin0^, b产Amcos^ (7)则tan①t-ai/th或①i-arctan ( a丄/bi) (8)均可由a:， bi算得，而ai, b!则可通过数值积分分别由式(4)和式(5)算得，由此即可求得基波的幅值Aw和相角O",以B, A分别表示与测得的电流、电压信号相应的函数，则基波电压信号的系数a^， bu为alu-A1MsinOA=—f ^4cos6^，blu= A1McosO 二f ^si歸W (9)『Jb 『Jo式中"是电压函数A的基波幅值，①a是其相位。同理基波电流信号的系数b!产BmCOS(J)b-5sin<y/A (10)式中(9)可得O产arctan( alu/blu), A1M=( alu2+b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频抗干扰介质损耗全数字测量仪，由内置变频电源、升电压装置、标准电容器、Ａ／Ｄ转换器、中央处理器ＣＰＵ、显示器、电流互感器组成，其特征在于，所使用的电流互感器为钳形电流互感器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡国清，陈世光，
申请(专利权)人：福建省普华电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]