北广精仪工频介电常数介质损耗试验仪BQS-37A
关键字:相对介电常数测试仪 ,国标GBT1409介电常数介质损耗测试仪,聚合物材料介电常数
- 产品简介:
- 该测定仪为一体化结构,内置介损测试电桥,可变频调压电源,升压变压器和SF6高稳定度标准电容器。测试高压源由仪器内部的逆变器产生,经变压器升压后用于被试品测试。
产品介绍

一、产品概述
在电力系统设备预防性试验、高压电器产品出厂检验及绝缘材料研究开发过程中,对电容型设备主绝缘的介质损耗因数(tgδ)与电容量(Cx)进行准确测量,是判断绝缘是否受潮、劣化、含气或混入导电杂质的重要手段。工频介电常数介质损耗试验仪BQS-37A为一体化结构的自动介损测试仪器,内置介损测试电桥、可变频调压试验电源、升压变压器及SF₆高稳定度标准电容器,适用于发电厂、变电站现场或实验室对互感器、电容器、电力电缆、套管、变压器绕组连同套管、断路器断口电容及绝缘油等各类高压电气设备的介损正切值与电容量测定,配合绝缘油杯加温控装置还可开展绝缘油介质损耗测试。
工频介电常数介质损耗试验仪BQS-37A采用全数字变频测量原理,试验频率可在50Hz基础上扩展为47.5Hz\52.5Hz、45Hz\55Hz、60Hz、57.5Hz\62.5Hz、55Hz\65Hz等多组双变频或单频设置,配合数字陷波技术与矢量运算算法,从信号采集层面抑制工频电场干扰及谐波影响,在强电场干扰环境下仍可获取稳定的测量值,解决了传统手动电桥在现场受干扰无法平衡、读数困难的难题。高压输出由内部逆变器产生,经变压器升压后供被试品测试,输出电压0.5kV~10kV连续可调(步进0.1kV),最大输出电流200mA,容量2000VA,满足绝大多数高压电器设备的介损测试电压要求(常见为10kV或根据设备耐压等级选2kV、3kV等)。标准回路采用内藏式SF₆充气标准电容器,其电容量与介损值受温度、湿度变化影响极小,长期稳定性好,为测量结果提供可靠参考。
与分体式介损电桥加外施工频试验变压器相比,BQS-37A将升压、标准、测量、控制集成于同一机箱,现场仅需连接被试品高压端(HV)与低压信号端(Cx),选择正接法或反接法即可自动完成测试,无需人工调节电桥平衡,大幅降低对操作人员专业经验的依赖。仪器支持内高压、内标准方式的正接法、反接法及CVT自激法测量,可一步完成电容式电压互感器(CVT)中C1、C2的介损与电容量测试,亦可在不拆除CVT高压引线的情况下正确测量CVT参数,或采用反接屏蔽法测量CVT上端极间电容CO。配置全触摸中文液晶屏(120mm×90mm),操作界面分层引导,每步提示清晰,配合U盘数据导出、200组历史数据本地存储及微型热敏打印机,满足现场试验记录留存与试验室数据管理的双重需求。接地检测功能确保仪器未可靠接地时禁止升压,多重电气保护(输入过压欠压、输出短路、过流、过压、过热)保障设备与人员安全。
二、结构设计与组成
BQS-37A型试验仪整机采用便携式机箱结构,主机尺寸350mm(L)×270mm(W)×270mm(H),重量约22.75kg,附件箱尺寸350mm(L)×270mm(W)×160mm(H),总重约28kg,便于现场搬运。内部功能模块划分为高压发生单元、标准电容单元、测量采样单元、数字信号处理与控制单元、人机交互单元及电源保护单元六部分。
高压发生单元由DC-AC逆变器、激励放大电路、升压变压器及输出电压反馈采样电路组成。逆变器将工频220V整流后的直流逆变为设定频率(如45Hz、50Hz、55Hz等)的交流信号,经驱动电路控制全桥或半桥功率管导通,输出至升压变压器初级;升压变压器次级输出0.5kV~10kV试验电压,分压器实时采样输出电压幅值反馈至控制单元,通过PWM调节使输出电压平滑升至设定值并稳定。该闭环控制方式使输出电压精度达2%,且不受被试品电容电流变化引起的负载效应过大影响(在允许容性负载范围内)。
标准电容单元为SF₆充气三点极式标准电容器,密封于屏蔽金属壳内,一端作为高压端接仪器HV输出插座,另一端(低压端)引至测量电桥标准回路,屏蔽端接地。其标称电容量通常为50pF或100pF(依机型),tgδ值极小(一般<0.00005),温度系数与电压系数极低,作为测量电桥的参考臂参与矢量运算,确保测试结果量值溯源至国家电容标准。
测量采样单元包含两个高阻抗电流采样电阻与前置放大器、同步采样A/D转换器。标准回路采样电阻上流过标准电容器的电流信号,被试回路采样电阻上流过被试品Cx的电流信号,两路信号经前置放大、抗混叠滤波后由高速A/D同步采样,保留幅值与相位信息。数字信号处理器(DSP)对采样序列进行离散傅里叶变换(DFT)提取基波及各次谐波分量,通过矢量运算求出试品的电容值Cx与介质损耗因数tgδ,同时可给出试品测试电流Ix、功率因数PF等派生参数。由于采用同步采样与数字陷波,能有效滤除工频干扰及谐波,即使在邻近带电设备强电场干扰下也能获得稳定读数。
数字信号处理与控制单元以嵌入式微处理器为核心,运行测量算法、管理菜单与人机接口、控制高压输出启停与调压、监测各保护信号。内置日历芯片与存储器可保存200组测试结果(含测试时间、接线方式、电压、频率、Cx、tgδ、Ix等),支持通过USB接口将数据导出至U盘,在PC上查看或存档。控制单元还负责变频序列的自动切换——当选择自动双变频时,先测50Hz附近基值再测45Hz与55Hz(或47.5Hz与52.5Hz等),利用不同频率下干扰与试品响应的差异进行运算修正,进一步削弱固定频率干扰影响。
人机交互单元即5英寸(120mm×90mm)TFT全触摸液晶屏与面板按键(含紧急停机按钮、复位按钮、电源开关)。触摸屏显示主菜单、参数设置页、接线提示图、测试进行中实时值及最终结果显示、历史数据列表等,点击相应图标即可进入下级菜单或修改参数,操作逻辑符合现场习惯——先接好线再选"一般测试"或"CVT测试",设好电压、频率、接线方式后长按启动,测试完自动显示并打印。紧急停机按钮带高压指示灯,按下立即切断高压输出,旋出复位;复位按钮用于将仪器恢复到初始待机状态。
电源保护与接地单元包含输入EMI滤波器、保险管(机内可更换)、过压吸收元件及接地检测电路。接地检测电路在启动高压前检查接地接线柱与大地间导通电阻,若未可靠接地(或接地电阻过大)仪器拒绝升压并提示"请检查接地",强制要求现场将接地端子与变电站地网或合格接地桩可靠连接(截面积≥2.5mm²黄绿双色线)。背板设AC 220V±10%电源输入插座(带保险管座),允许使用发电机供电(发电机零线需接地,否则可能误报接地故障)。
三、性能参数
使用条件:-15℃~40℃,RH<80%
抗干扰原理:变频法
电源:AC 220V±10%,允许发电机供电
高压输出:0.5kV~10kV每隔0.1kV可调;精度2%;电流200mA;容量2000VA
自激电源:AC 0V~50V/15A;频率支持50Hz、60Hz单频,45Hz/55Hz、47.5Hz/52.5Hz、55Hz/65Hz、57.5Hz/62.5Hz自动双变频
分辨率:tgδ 0.001%,Cx 0.001pF
精度:△tgδ ±(读数×1.0%+0.040%),△Cx ±(读数×1.0%+1.00pF)
测量范围:tgδ无限制;Cx 15pF < Cx < 300nF(10kV时Cx<40nF,5kV时Cx<150nF,1kV时Cx<300nF,CVT测试Cx<300nF)
外形尺寸(主机):350mm×270mm×270mm
外形尺寸(附件箱):350mm×270mm×160mm
存储器大小:200组,支持U盘数据存储
重量(主机):22.75kg
重量(附件箱):5.25kg
四、介损与电容测量原理
介损测量基于交流电桥矢量比较原理。在正弦交流电压U作用下,理想电容器电流超前电压90°,但实际电介质存在有功损耗,使总电流与电压相位差θ略小于90°,其补角δ称为介质损耗角,tgδ=tanδ即为介质损耗因数。tgδ值与试品几何尺寸无关,只反映电介质本身的极化与电导损耗特性,是判断绝缘老化的敏感参数——新绝缘tgδ很小(如变压器油≤0.005,良好套管≤0.007),受潮或劣化时tgδ明显增大。
BQS-37A采用数字式自动平衡电桥法。仪器内部构成标准回路与被试回路:标准回路由内置SF₆标准电容器Cn与采样电阻Rn组成,被试回路由试品Cx与采样电阻Rx组成。测量时,高压U同时加至Cn与Cx(正接法时Cn低压端、Cx低压端分别接测量输入;反接法时Cn低压端接测量输入、Cx低压端接地且高压加于Cx低压端—实际线路按反接拓扑切换)。两路采样电阻分别取出与标准电流In、被试电流Ix成正比的电压信号,经放大滤波后同步A/D采样。DSP对In、Ix进行矢量分析,求得其幅值比与相位差φ,由此计算:
Cx = Cn × |Ix| / |In| × (U_n/U_x修正,通常U相同故简化为比例)
tgδ = tan(90°-φ) 或直接从Ix与In的相位关系经复数运算得出
由于数字方法可直接获得相位差,无需人工调节可调电容电阻使检流计指零,故全自动、快速(通常数秒至十余秒给出一个频率下结果)。变频测量时,先在设定频率f1(如50Hz)测出Cx1、tgδ1,再切至f2(如45Hz或55Hz)测Cx2、tgδ2,利用两频率下干扰分量的差异通过算法分离出试品真实tgδ,特别适用于现场邻近带电母线耦合干扰较大的场合。
CVT自激法测量原理:对电容式电压互感器,其一次绕组分为C1(主电容)与C2(分压电容),二次绕组da-dn可供注入低压励磁。仪器ES端输出自激电压加至CVT二次绕组da(dn接地),使CVT一次侧感应出高压,该高压同时作用于C1、C2,仪器通过Cx、HV连线分别测取C1、C2的电流与电压相位,结合自激法接线拓扑自动解算C1、C2的C与tgδ,无需拆除高压引线,且不受母线电容干扰(因自激频率异于工频)。不拆高压引线测量时需注意高压线悬空不触地,避免对地附加电容引入误差。
五、正接法与反接法测试应用
正接法(内高压—内标准—正接)适用于被试品低压端可解开接测量线、高压端可加高压的正常试品(如单独的套管、互感器一次对二次、变压器一次对二次未连地、电容器、绝缘油杯等)。接线:仪器HV红夹子接试品高压端,Cx黑夹子芯线接试品低压测量端(如套管末屏侧低压抽头、互感器二次绕组端、油杯内电极),Cx屏蔽层接试品低压屏蔽环(无屏蔽环则悬空),试品高压端以外无其他接地。正接法下试品两端均不接地(仪器HV与Cx均为浮动电位),标准电容器低压端接地构成参考回路,外界对地泄漏对测量影响小,测量精度相对较高,是实验室及能断线的现场首选接线。
反接法(内高压—内标准—反接)适用于被试品高压端必须接地无法解开的情况(如变压器套管安装在油箱上、其高压端已通过绕组接地,只能测一次绕组对二次绕组及地;已安装到位的电流互感器一次对末屏及地;断路器断口电容一端接地等)。接线:试品高压端(如套管法兰、CT外壳、断口电容接地端)直接接地,仪器HV红夹子接试品低压可加压端(如套管抽头、CT末屏、断口电容非接地端),Cx插座悬空(反接时被试电流从HV端经试品至地再经内部检测回路检出,Cx不参与),红色高压线屏蔽层若试品有屏蔽环可接之(无则悬空)。反接法下仪器测量回路对地有电位差,对屏蔽要求高,但BQS-37A内部已做相应处理,在正确接线与接地良好的前提下可获得可靠结果。注意反接法试品整体带高压(除接地端外),试验区域须设围栏、悬挂警示牌,防止人员误触。
正接法与反接法的选择取决于现场设备接线可能性,原则是:只要试品允许断开采压端与非接地端用正接法,结果更准;必须一端接地时用反接法。两种方法仪器自动采用相应算法与通道切换,用户只需在参数设置中选"正接"或"反接",按屏幕提示接线即可。测试电压通常选10kV(设备耐压允许时)或按规程选2kV、3kV等,对末屏tgδ测试常选2kV以防损伤末屏绝缘。
六、CVT测试与不拆引线测量
电容式电压互感器(CVT)由电容分压器(C1串C2)与电磁单元组成,其介损与电容量是CVT预防性试验的重要项目。BQS-37A支持三种CVT相关测试模式:
CVT分别测试(普通自激法):将仪器ES自激输出接CVT二次绕组da端,dn接地;HV红夹子接CVT一次端子N侧(C1与C2连接点处或按具体CVT标号,通常测C1时HV接CVT顶N侧—实际按说明书:测C1时HV接CVT高压端,Cx接C1低压抽取点;测C2时HV接C1/C2中间法兰点,Cx接CVT二次或接地端——具体参照随附接线图),Cx接相应抽取点。仪器输出自激电压经二次励磁在一次侧感应出高压,分别测C1、C2的C与tgδ。此方式需拆开高压引线分别接触各测量点,适合停电检修时详细分测。
不拆高压引线测试CVT电容值和介损:保持CVT高压引线(与母线相连)不拆除,仪器HV高压线悬空(不接触任何物体、不触地)仅作为参考电位,ES自激输出仍接CVT二次da-dn,Cx、地线按自激法接法连接。由于自激法测试频率异于工频且利用矢量运算,可消除不拆母线下母线对地电容对测量结果的影响,正确显示C1、C2参数。注意高压线必须悬空,若触及地面或母线则引入附加介损造成误差。此模式极大节省现场拆接线时间,是CVT例行试验常用方式。
反接屏蔽法测量CVT上端极间电容CO:某些CVT需测顶端电容器CO(如某些型式的载波耦合电容),采用反接法,电压≤2kV,HV接CO低压端(或按具体标号),CO上端(与CVT顶端相连)接地,Cx悬空,按反接法测量。此CO值用于载波通道参数核算。
CVT测试菜单中可设置自激电压(通常≤2kV)、测试频率等参数,仪器自动完成升自激电压—采样—计算—显示。测试前确认CVT电磁单元无异常,二次绕组端子接触良好(自激输出电流可达15A,接触不良会发热或数据不稳)。若CVT带有阻尼器,一般不影响自激法测量但不建议拆除阻尼器。测试结果应分别与出厂值或上次测试值比较,变化量一般要求不超过±5%(电容量)且tgδ无明显增大趋势。
七、变频抗干扰技术与现场适用性
现场进行介损测试时,往往邻近有带电运行设备(如同间隔另一相母线、相邻变压器、电容器组等),这些带电体通过杂散电容耦合干扰电流至试品引线,使传统工频介损电桥无法平衡或读数虚假。BQS-37A采用以下技术抑制干扰:
数字变频测量——不在单一工频点测量,而在两个异于工频的频率点(如45Hz与55Hz,或47.5Hz与52.5Hz)分别测量,利用试品电容电流随频率线性变化而干扰电流(来自工频电源)频率固定这一特性,通过数学解算剔除工频干扰分量,得到接近纯试品在50Hz下的tgδ值。此方法对工频电场干扰抑制效果显著,通常可在干扰场强较大的变电站母线旁测得稳定数据。
数字陷波技术——A/D采样后的数字信号经FIR或IIR陷波滤波器,进一步压制残留50Hz及其谐波成分,提高相位提取精度。配合同步采样(采样频率与测试频率严格锁相),避免频谱泄露导致的相位误差。
屏蔽与接地设计——仪器HV与Cx测试线均为带屏蔽层的专用电缆,屏蔽层在仪器端单点接地,试品端视接线方式决定屏蔽层接试品屏蔽环或悬空,最大限度减少引线间电容耦合与空间电磁拾取。标准电容器SF₆罐体及测量电桥均置于屏蔽盒内,降低外部场干扰。
接地检测——仪器启动高压前强制检测接地端子导通性,未接地或接地电阻过大(一般认为>4Ω视为不可靠)不予升压并在屏上提示,既保护测量精度(接地不良引入共模干扰)也保障安全。现场若使用发电机供电,必须将发电机中性点(零线)接地,否则接地检测可能误判。
以上措施综合使BQS-37A适应于:全部停电后用市电检测、全部停电后用发电机供电检测、部分设备带电邻间隔运行情况下对本间隔停电设备检测(利用变频抗干扰)等多种现场工况。但需注意,若干扰源含强谐波且幅值极大,仍建议尽量使试区间距拉开、试品引线尽量短并带屏蔽,必要时可在清晨负荷较低时复测比对。
八、绝缘油介损测试配置与操作要点
配合恒温油杯与控温装置,BQS-37A可测试绝缘油的介质损耗因数与电容率(相对电容率εr)。油杯通常为三电极结构:高压电极(C)、测量电极(A)、屏蔽电极(B接地)。接线:仪器HV红夹子接油杯高压电极C,Cx黑夹子芯线接测量电极A,Cx屏蔽层接油杯屏蔽电极B(接地),油杯外层屏蔽壳也接地。采用正接法,测试电压通常选2kV(GB/T5654规定测绝缘油介损常用2kV,温度90℃或规定温度),频率50Hz(或按标准允许变频)。
操作要点:油样应按规定方法采集(从设备底部放油阀取,先排尽死油),注入清洁干燥的油杯中避免气泡,如有气泡可用细玻璃棒轻触排出或静置片刻;油杯需提前清洗—用石油醚或溶剂油冲洗、无水乙醇擦洗、蒸馏水冲净、105℃烘干冷却后置干燥器;空杯电容与空杯介损应定期测定作为系统校准,正式测试时空杯介损值自动扣除或作为参考;控温装置使油样恒温至规定温度(常用90℃±0.5℃,也可测20℃参比),恒温时间按标准(通常到达温度后再保持5~10分钟);测试时油杯带高压,严禁触碰;同一油样建议平行测定2~3次取均值,结果保留至0.0001。通过测得电容值可换算相对电容率εr=Cx×d/(ε0×S)(d为电极间距,S为电极面积,ε0为真空介电常数),介损仪直接给出tgδ值。
注意油杯属精密量具,使用后应即时清洗烘干保存;测试完先降电压、断高压、放电后再拆线;若测值异常偏大首先查油杯清洁度、油样含水及气泡、接地是否良好。绝缘油介损是变压器油监督的关键指标,新油tgδ(90℃)一般≤0.005~0.01,运行油限值依标准(如DL/T 596中变压器油tgδ(90℃)≤0.04或0.02依电压等级),明显升高常提示油受潮或含可溶性极性杂质。
九、典型设备接线示例与参数设置
以下为常见试品的推荐接线方式与参数(具体以现场设备端子标志及规程为准):
电流互感器(CT)——一次对末屏(常用):CT安装后末屏可解开接Cx低压线,高压端(一次绕组端)接HV,末屏接Cx芯线,末屏屏蔽环接Cx屏蔽层,外壳及二次绕组接地。反接法,电压10kV(35kV及以上CT)或2kV(根据末屏绝缘水平),频率自动双变频。若测一次对二次及地则末屏接地、二次短接接地、HV接一次、Cx悬空、反接法。
电压互感器(PT)——一次侧对二次侧及地:PT一次端接HV,二次短接接Cx芯线(若有屏蔽环接Cx屏蔽),外壳接地,采用正接法电压10kV(或按PT绝缘水平降为3kV~5kV);若测一次对二次仅(不测及地)则将接地点解除使外壳不接地、正接法。某些倒立式PT用末端屏蔽法:屏蔽环接Cx、非屏蔽部分接地、HV接高压端、正接法10kV。
电力电缆——交联聚乙烯(XLPE)等电容型电缆:单芯电缆导体接HV,金属屏蔽层(或铜屏蔽)接Cx芯线(屏蔽层接Cx屏蔽),另一端(远端)屏蔽与导体短接接地或按标准要求处理。正接法,电压10kV(依据电缆额定电压与试验规程,35kV及以下常选10kV,110kV及以上可分段或按反接法测主绝缘),注意电缆电容较大时需确认仪器负载能力(10kV时Cx<40nF),超范围可降低电压或选更大负载型号。三芯电缆逐相测试时非试相屏蔽与导体短接接地。
套管的测试——独立套管:高压端(导杆)接HV,末屏(或测量抽头)接Cx芯线,末屏屏蔽环接Cx屏蔽,法兰接地,正接法10kV。已安装套管(变压器套装后):导杆经绕组接地不可断,只能测反接法——HV接末屏(或抽头),Cx悬空,法兰及油箱接地,反接法10kV(注意末屏耐受电压,常降为2kV测tgδ,电容值可用10kV测但tgδ建议2kV)。若套管有单独均压环屏蔽可接Cx屏蔽层。
电力变压器——一次绕组对二次绕组及地:高压侧三相短接接HV,中压(如有)、低压侧及油箱短接接地并接Cx悬空(反接法);或高、中、低分别短接后两两组合测,按正接/反接选择。通常预防性试验测整体介损用反接法(高对低及地、中压也接地),电压10kV。同时测高对低(不测及地)可用正接法(低侧不接地、高侧接HV、低侧接Cx)。注意变压器绕组有大电容,选允许电压与量程。
以上各例参数设置中,测试频率多选用自动双变频(45Hz/55Hz或47.5Hz/52.5Hz),测试时间默认自动,升压速度平滑,结果自动保存。遇强干扰且双变频仍波动大功率时可尝试55Hz/65Hz偏移组合或单频50Hz比对,但一般以自动双变频为准。所有接线更改必须在降压、断高压、放电后操作,严禁带电插拔Cx或HV线。
十、面板功能与操作流程
面板各部件功能:紧急停机按钮(带高压指示灯)——测试中按下即刻切断高压输出,旋出复位;复位按钮——返回待机初始状态;USB接口——插入FAT32格式U盘导出数据(数据传输完出现提示再拔);总电源开关——开机关机;AC220V电源输入——接市电或发电机(发电机零线接地);Cx试品输入插座——正接时接试品低压信号,反接时悬空;触摸显示屏——全中文菜单操作;接地接线柱——必须可靠接变电站地网或合格接地桩;ES自激输出——CVT自激法时接CVT二次da端;微型热敏打印机——点击打印输出当前结果(纸宽55mm,更换时扳开盖板按指示装纸);高压输出HV插座——带保护门,中心接红高压线芯线,外壳接屏蔽层。
标准开机流程:确认接地柱已可靠接地→接好测试电缆(先不接试品)→开总电源开关→液晶显示厂标后进入主菜单(一般测试、CVT测试、数据管理、参数设置等图标)→按试验类型点选→进入相应测试菜单→按屏幕接线图将被试品接好(此时HV无输出)→点"参数设置"设电压值、频率模式(正/反接)、试品类型等→保存返回→长按"启动测试"→仪器先自检接地、短接等,然后电压平滑升至设定值并开始采样→屏幕动态显示电压、电流、测试进度→测试完显示Cx、tgδ、Ix等→可点"打印"→按"返回"或急停复位准备下一次。测试中遇异常按急停。
数据查询:主菜单点"数据管理"→"数据查询"→按上下键选序号(000为最新,199为最旧)→点进入可见详细结果→可再打印或返回。U盘导出:插入U盘→进数据管理选"U盘导出"→按提示确认→等待"导出成功 可拔出U盘"后拔出。时间设置:主菜单点"参数设置"→进入时间设置界面修改时分秒日期→保存。
注意事项:启动测试过程中严禁拔下Cx或HV插头;拆线前必须确认高压已切断(高压指示灯灭)且试品已放电(大电容试品如电缆、变压器需挂临时放电棒放电);用标准介损器检定时Cx与HV须用全屏蔽插头连接否则引入误差;打印机卡纸时开盖重新绕紧卷纸再合盖;仪器避免长时间阳光直晒或重压液晶屏。
十一、安装、接地与安全检查
安装场所:尽量选择干燥、平坦、无强烈振动处放置,避免阳光直射、高温热源及腐蚀性气体。现场使用可置于绝缘垫上,背后留散热空间。环境温度-15℃~40℃,相对湿度<80%非凝露。
接地要求:使用≥2.5mm²黄绿双色铜芯软线,一端接仪器接地柱紧固,另一端接变电站主地网接地螺栓或独立接地极(接地电阻≤4Ω)。严禁接在水管、暖气管等非正式接地体上。接地检测未通过时仪器不升压并提示"接地异常",需检查连线与地网导通性。发电机供电必须将发电机中性点(N线)可靠接地,使仪器接地检测回路形成。
电源检查:输入AC 220V±10%,超过264V会造成损坏。插座带保险管保护,若熔断更换同规格(通常250V/5A慢熔)。建议使用稳压电源或UPS若现场电压波动大,但仪器允许发电机供电。
高压电缆检查:随机红黑高压测试线出厂已检测,使用前应检查线身无破损、插头无松动氧化,屏蔽层完好。红色高压线在测试中带高电位,黑色Cx线低压测量端也带小幅值测量信号但整体浮置,均需远离人体与接地物(反接时Cx悬空端注意绝缘)。禁止用普通导线替代专用测试线。
安全联锁:仪器具备输入电压过欠压、输出短路、过流、过温、接地失效等多重保护。高压指示灯亮表示内部有高压输出,此时禁止触碰HV插座及被试品带电部位。紧急停机按钮在任何时候按下立即切断高压,是现场突发情况的首要操作。
试前绝缘检查:对停电设备先做绝缘电阻、放电等预试,确认无残压、无感应电后再接介损仪。确定设备耐压等级正确选择升压档位(如老式套管末屏仅耐受2kV~3kV不可用10kV),防止误加压击穿试品或末屏。
十二、日常维护与保养
外部清洁:关机断电后用干燥软布擦拭机箱、屏幕、电缆,勿用湿布或溶剂。液晶屏避免重物压、锐器划伤、长时间阳光暴晒。
存储管理:不用时放附件箱存于干燥通风处,湿度大地区可内置硅胶干燥剂。长期停用每3~6个月通电半小时驱潮。
测试线维护:红黑高压线使用后用无水乙醇擦净油污,理顺放入附件箱防折弯;Cx屏蔽层端子中若积灰用棉签蘸酒精轻拭;检查插头簧片弹性,过松时慎用电工胶带裹紧或更换。
打印纸更换:热敏纸变暗或耗尽时开打印机盖,按箭头方向装入新热敏纸(光面朝向打印头),留少许露外面,合盖。卡纸时开盖取出重装。
数据备份:定期将历史数据通过U盘导出至电脑存档,仪器内存储器循环覆盖(200组满后覆盖最旧),重要数据及时转出。
周期核查:建议每1~2年送计量机构检定或校准,获取证书;期间可做期间核查——用经检定的标准电容器(已知Cn、tgδn)按正接法测其值,比较测得值与标准值偏差是否在允差内(一般△Cx≤±(1%读数+1pF),△tgδ≤±(1%读数+0.04%)),若超差应联系厂家检查。
保险管更换:机内电源输入保险熔断时可旋下保险管座换同规格管,若反复熔断说明存在短路应送修。禁止加大保险容量。
故障现象简判:不开机查电源线与保险;高压升不起查接地、负载是否超范围(Cx过大)、试品是否短路;读数不稳或偏大查Cx连线屏蔽、试品接地、附近干扰源、油杯污染(若测油);触摸屏无响应重启或轻按复位。复杂故障联系售后勿自行拆机。
十三、现场试验安全注意事项
BQS-37A为带高压输出的测试仪器,安全操作是首要前提:
只能在停电设备上使用(除CVT不拆引线测量时被试CVT本体仍处停电状态,邻间隔可带电但本间隔刀闸拉开、挂接地线),严禁在运行设备上直接挂接高压测试。
仪器必须可靠接地且接地检测通过方可升压,未接地禁止按启动。
高压引线(红色)在测试中有高电位,架设时保持足够对地距离,人员不得进入高压区,必要时设围栏与警示标志。
接好线确认无误后再按启动;更改接线必须先按急停或复位、确认高压指示灯灭、对大电容试品放电后,方可拔下HV或Cx插头。
试品为大电容设备(电缆、变压器、套管)时,测试结束先点停止让电压降至零,待高压指示灯灭后用放电棒触碰试品高压端放电(先接接地端),确认无火花后再拆线。
绝缘油杯测试时杯体带高压,取放油样必须断电、放电、拆线后进行。
使用发电机供电将零线接地,否则可能误报警不升压。
遇紧急情况(有人误入、试品异常放电、仪器异响)立即按紧急停机按钮。
阴雨潮湿天气尽量缩短户外测试时间,必要时搭防雨棚,防止沿面闪络。
严格遵守电力安全规程(如DL 408《电业安全工作规程》)中关于高压试验的部分。
十四、行业应用实例
BQS-37A介损测试仪在以下典型场景中得到应用:
实例一——500kV变电站主变套管介损及电容量检测。某供电公司预试中对该站#1主变高压侧A、B、C三相套管进行介损测试。因套管已安装在油箱上无法断高压端接地故采用反接法:末屏解开接Cx芯线(屏蔽层接末屏屏蔽环),高压端(导杆经绕组)接地,HV红夹子接末屏,电压选2kV(防损末屏),频率自动双变频。测得三相tgδ分别为0.0032、0.0035、0.0031,与初值(0.0029、0.0031、0.0028)相比变化微小,电容量偏差<±1.5%,判断合格。不拆末屏情况下另测一次对二次及地(正接法10kV)作比对记录。仪器变频抗干扰功能有效克服了邻相带电母线耦合影响,数据稳定。
实例二——220kV CVT不拆高压引线例行试验。对某线路CVT按不拆高压引线自激法测试:ES接CVT二次da,dn接地,HV高压线悬空,Cx按自激法接C1/C2抽取点,设定自激电压2kV、自动双变频。仪器显示C1=19980pF(出厂20100pF,变化-0.6%),tgδ1=0.0021;C2=9980pF(出厂10050pF,变化-0.7%),tgδ2=0.0024,均符合规程要求。全过程未动母线侧引流线,节省拆接线时间约40分钟,且避免高空作业风险。
实例三——变压器油介质损耗检测。某化验室配合恒温油杯(控温90℃)用BQS-37A测新到变压器油tgδ。油杯空杯校准后注入油样,恒温15min,正接法2kV、50Hz测得tgδ=0.0038(标准要求新油≤0.005),相对电容率εr=2.21,判断油样合格准予入库。同日测运行中出现异味的返厂油样tgδ(90℃)=0.028,明显偏大,结合色谱分析确认为油中含极性老化产物,安排滤油处理。仪器数据导出功能便于化验室LIMS系统录入。
实例四——互感器制造厂出厂试验。某互感器厂对35kV浇铸式CT做出厂介损及电容量检测,采用正接法(一次端接HV,二次及屏蔽环分别接Cx芯线与屏蔽),电压10kV,自动双变频。每台CT测试时间约20秒,数据自动保存并与MES系统对接(通过U盘导入),实现逐台记录存档。因内置SF₆标准电容器稳定性好,班次间比对偏差<0.0001 tgδ,满足出厂检验精度要求。
以上案例说明BQS-37A可覆盖现场预防性试验、绝缘油化验、CVT不拆引线测试及制造厂出厂检验等多种需求,其变频抗干扰、内标内高压一体化、CVT自激法及全中文触控操作等特点受到现场试验人员与实验室人员认可。
十五、技术发展与检测规范化展望
随着智能电网建设与电力设备状态检修的推进,介损测试技术正向数字网络化、多参量融合、抗干扰增强方向发展。未来介损测试仪可能集成有线/无线组网功能,直接将测试结果上传至生产MIS或PMS系统,减少手工抄录错误;增加介质谱(频率域介损,FDTD)测量模式,在多个频率点扫频获取介损—频率特性,辅助判断绝缘老化类型(如极化、电导、界面极化主导);完善温度校正模型,输入试品历史温度可自动折算至标准参考温度(如20℃或80℃对应变压器油);强化自诊断与自校准功能,定期用内置参考元件自检提示用户计量溯源时间。
对使用者而言,要保证测试结果的有效性需注意:严格按设备端子标志与规程选择正/反接法;测试电压不超过试品或末屏耐受值;大电容试品注意充分放电;强干扰下优先用双变频并多次测量比对;绝缘油测试重视油杯清洁与空杯校准;定期用标准电容器核查仪器;所有原始记录含接线方式、环境温度湿度、试验电压频率、接地情况均应完整留存。遵循这些规范,BQS-37A工频介电常数介质损耗试验仪能够为电力设备绝缘诊断提供可信赖的数据支撑,助力电力系统安全运行。



