新一代无线传感容性设备介质损耗带电测试仪研发方案

摘要：相对介质损耗因数和电容量比值的检测能够很好地反映电气设备绝缘大部分受潮、整体绝缘缺陷等缺陷，因此受到广泛运用。这一检测是在设备正常运行条件下开展的，不受设备停电的限制，可以在设备运行时随时开展。目前，现场工作中使用较为广泛的测量方法为相对测量法，均需要取电容型设备末屏接地电流，针对常规接线盒型取样法和有源传感器（穿芯CT）取样法，我们在实际带电检测中发现了其存在不能够安全测试和便携灵活的“痛点”，针对这些痛点我们研发的新一代仪器。利用先进通信技术实现传输无线化、先进传感技术实现数据精密化、利用先进软件技术实现仪器便携化 ，通过不断的改进，保障了安全，保证了测试准确度，保证了效率。

关键词：相对介质损耗因数；电容型设备；传输无线化

一、成果产生的背景及技术现状

相对介质损耗因数和电容量比值的检测能够很好地反映电气设备绝缘大部分受潮、整体绝缘缺陷等缺陷，因此受到广泛运用。这一检测是在设备正常运行条件下开展的，不受设备停电的限制，可以在设备运行时随时开展。

目前，现场工作中使用较为广泛的测量方法为相对测量法，即选择一台与被试设备并联的其他电容型设备作为参考设备，同时从两台设备末屏接地线上获取电流信号，通过分析两个电流信号的角差及幅值比，从而得到相对介质损耗因数及电容量比值。由于结果为两台设备的电流信号的角差及幅值比，因此作用在设备上的干扰因数同时也被排除掉，测试结果准确度较高，同时也不受互感器角差及二次负荷的影响。

常规的取电容型设备末屏接地电流试验方法主要有接线盒型取样法，我们在实际带电检测中发现了其存在不能够安全测试和便携灵活的“痛点”：

接

线盒型取样单元的缺点：

（1）设备安全上：整个末屏（或低压端）接地回路由于串入了刀闸等节点，存在断路风险，容易造成CT开路产生高电压，给设备安全运行带来隐患；

（2）人员安全上：现场测试时，由于需要操作刀闸断开末屏接地，存在操作不当造成末屏（或低压端）失去接地的风险。对人员安全造成隐患且操作复杂。且需配备专人监护和呼唱，浪费人力。

（3）接线盒本身使用寿命上：接线盒长期暴露在户外，存在螺丝锈蚀的问题。长期发展可能测试盒损坏严重，需要定期更换维护。

试验中使用的初始代有线测试仪器也存在以下问题：

（1）测试线需要往返收放，如遇到被测设备与基准设备距离较远时，还需另接测试线。人员工作量大。

（2）测试线长，人员错误甩线容易造成线临近带电设备，危及人员和设备安全。

（3）如果测试线不通，将会导致断点处有高电压，危及测试人员安全。

（4）天气炎热或天气潮湿时候，仪器液晶显示容易不灵敏，有线设备容易出现乱码情况，影响测试。

1.技术改进方案

2.1采取的改进措施

利用先进通信技术实现传输无线化、先进传感技术实现数据精密化、利用先进软件技术实现仪器便携化 ，我们通过不断的改进，保障了安全，保证了测试准确度，保证了效率，通过“三化”实现了“三保”。具体技术内容如下.

图1 技术内容总方案

2.2技术内容

针对上节提出的常规取电容型设备末屏接地电流试验方法我们逐步进行了三代改进：

第一代无线测试仪：针对于有线测试的种种缺点，我们首先采用无线传输形式代替有线测量，制作出第一代无线传感介质损耗带电测试仪。采用无线传输的形式，组建带电测试测量系统，由无线基准单元、无线测量单元以及主机组成，可根据现场环境灵活布置，试验过程中，无需长距离放线与收线，大大减少了测试接线的工作量，也减小了测试线导致的测量误差。

经实际测试存在以下问题：一方面，无线传输存在数据不通畅的问题，另一方面仍需从带电测试盒直接截取末屏电流。

第二代无线测试仪：针对第一代无线的产品，我们又对无线传输装置进行改进，研发出来第二代无线传输产品，解决了数据传输问题，并将仪器集成在统一的测试箱内，方便工作携带。经现场测试，数据测试传输正常，符合实际使用条件，大大减少了测试接线的工作量，提高了测试准确度及安全性。

经实际测试存在以下问题：一方面无线传输存在数据不准确的问题，另一方面仍需从带电测试盒直接截取末屏电流。

第三代无线测试仪：

1、为了解决上一代产品仍然需从带电测试盒直接截取末屏电流的缺点，我们使用了高精度传感器获取末屏电流，卡钳式传感器满足带电测试的使用条件，取样简单，无需打开CT测试盒，不会对电气设备正常运行产生任何不良影响。也彻底杜绝了人身的安全问题。

2、针对无线传输存在数据不准确的问题，在高精度传感器上增加了屏蔽盒，新仪器的可用性大大提高了。

3、针对上几代产品设备的屏幕在低温下乱码的问题，使用军用级显示屏保证了显示质量，提高了设备软件适用范围。

图2 新

一代仪器测试图

第三代无线传输绝缘测试仪（以下简称测试仪）是由主机、无线传输装置，采样装置等组成。利用无线电子技术，GPS北斗搜星定位实现时间同步。测试仪现场测试，用锂电池供电。测试仪主要针对高压运行中设备绝缘状态进行测试。一般情况下不受现场环境限制。测试仪属巡检式。对高压运行设备进行实时监测,具有抗干扰，测试速度快，精度高，数字化、操作简明方便等特点。

3.小结

该成果技术在容性设备带电试验专业领域内属首创，人员无需操作带电测试盒内部，人员再无触电危险。现场测试数据与第一代设备数据准确无差别。而且实现了传输无线化、数据精密化、仪器便携化，保障了安全，保证了准确度，保证了效率。特别适合在电网CT带电扫查测试中推广使用。

参考文献

[1]容性设备在线监测在故障判别中的应用

[2]容性设备介质损耗在线检测及误差

[3]一种新型容性设备带电检测系统的研究

[4]变电站一次设备的状态检修

[5]容性设备绝缘在线监测系统的应用与发展

[6]电容型电气设备介质损耗角的在线监测

[7]容性设备介质损耗因数在线监测方法及误差分析研究