、概說

JYK-A系列智能化介質損耗測試儀是一種先進的測量介質損耗（tgδ）和電容容量（Cx）的儀器，用于工頻高壓下，測量各種絕緣材料、絕緣套管、電力電纜、電容器、互感器、變壓器等高壓設備的介質損耗（tgδ）和電容容量（Cx）。它淘汰了QSI高壓電橋，具有操作簡單、中文顯示、打印，使用方便、無需換算、自帶高壓，抗干擾能力強等優點。體積小、重量輕，是我廠的第三代智能化介質損耗測試儀。

二、技術指標

1、環境溫度：0~40℃（液晶屏應避免長時日照）

2、相對濕度：30％~70％

3、供電電源：電壓：220V±10％，頻率50±1Hz

4、外形尺寸：長×寬×高=4900mm×300mm×390mm

5、重量：約18kg

6、輸出功率：1KVA

7、顯示分辨率：4位

8、測量范圍：

介質損耗（tgδ）：0-50％

電容容量（Cx）和加載電壓：

2.5KV檔：≤300nF（300000pF）

3KV檔：≤200nF（200000pF）

5KV檔：≤ 76nF（ 76000pF）

7.5KV檔：≤ 34nF（ 34000pF）

10 KV檔：≤ 20nF（ 20000pF）

9、基本測量誤差：

   介質損耗(tgδ)：1％±0.07％（加載電流20μA~500mA）正接

介質損耗(tgδ)：2％±0.09％（加載電流 5μA~ 20mA）反接

電容容量( Cx )：1.5%±1.5pF

三、結構

儀器為升壓與測量一體化結構，輸出電壓2.5KV~10KV五檔可調，以適應各種需要，在測量對無需任何外部設備。接線與QSI電橋相似，但比其方便。

圖一為儀器操作面板圖，圖二為儀器接線端面圖。

(1) 顯示窗———————液晶顯示屏。

(2) 試驗電壓選擇開關——當開關置于“關”時，儀器無高壓輸出。

(3) 操作鍵盤——————選擇測量方式、起動、停止、打印等操作。

(4) 電源插座——————保險絲用5A。

(5) 電源開關——————電源通斷。

(6) 起動燈———————指示高壓輸出。

(7) 打印機———————打印測試結果。

★★★★ (8) 接地端子——————使用前，必須將該端子可靠地接地?。?！

★ (9) 測量電流輸入端IX——有兩個出線頭，中心頭（紅色，有CX標記）應與被試品一端相連。IN必須小于100mA?。?！

(10)標準電流輸入端IN——僅當外接標準電容器進行測量時才用，該端應與外接標準電容器一端相連。IN必須小于100mA!!!

(11)測量高壓輸出端UH——只有一個大鐵夾出線頭（有UH標記），與被試品一端相接。

圖一                          圖二

四、工作原理

儀器測量線路包括一路標準回路和一路測試回路，如圖三所示。

標準回路由內置高穩定度標準電容器與標準電阻網絡組成，由計算機實時采集標準回路電流與測試回路的電流幅值及其相位差，并由之算出被測試品的電容容值（Cx）和其介質損耗（tg）。

數據采集電路全部采用高穩定度器件，采集板和采集計算機被鐵盒*浮空屏蔽，儀器的外殼接地屏蔽；另外使用了光導數據、浮空地、大面積地、單點地、數字濾波等抗干擾技術，加之計算機對數百個電網周期的數據進行處理，故測量結果穩定、精確、可靠。

由圖三可見，儀器高壓變壓器的高壓側和測量線路都是浮地的，用戶可根據不同的測量對象和測量需要，靈活地采用多種接線方式。如采用“正接線法”進行測量時，可將“E”點接地；而當采用“反接線法”進行測量時，可將“U_H”點接地，而將E點浮空。

圖中除測試品Cx外，其余為本儀器。細線框內部分對儀器外殼能承受15KV工頻高壓5分鐘，額定耐壓10KV。儀器內附標準電容CN，名義值為50PF，tgδ≤0.0001，耐壓10KV。高壓變壓器，額定輸出功率為1KVA。

★“E”點為儀器的內屏蔽與測量電纜的屏蔽層相連，不是大地，與儀器的外殼也不連通！！！

五、使用方法

★★★安全操作注意事項

1、使用時必須將儀器的接地端子可靠的接地。

2、只有關閉儀器電源，試驗電壓選擇開關置于“關”位置時，接觸儀器的后部及其測量線纜與被試品才被認為是安全的。

3、儀器在測量時，嚴禁操作“試驗電壓”選擇開關。

4、★正接線法UH端為高電壓，反接線法IX端為高電壓，使用時必須根據實際情況，將帶高壓的線纜與地保持足夠的距離。

5、不得更換不符合面板指示值的保險絲管，內部一只保險絲為0.5A

6、使用時盡可能用廠家隨儀器提供的線纜以確保測量準確度。

7、操作鍵盤

備用————不用。

快測————快速測量，無抗干擾功能。

抗擾————抗干擾測量。

正接————正接法測量。

打印————在測試結果出來后，打印測試數據。

反接————反接法測量。

起動————起動高壓，開始測量。

外接————外接法測量。也用來選擇外接標準電容的容量。

停止————可以在測試過程中，中斷測量。

測試前先用“試驗電壓”開關選好輸出電壓，然后用“操作鍵盤”選擇好測試方式。儀器首先自檢（顯示屏、光電通訊、內存、操作鍵、數模轉換、電網頻率. . . ），自檢通過后，進入主目錄。這時按屏幕提示即可完成測試。

進入測量狀態后，用戶隨時可用“停止”鍵退出測量狀態。

做正、反接測量時無須人工干預。

★做外接方式測量時，中途會顯示“請關閉接高壓！”并停一下，等候人工將外加高壓關閉，關閉外高壓后，（必須關閉外加高壓），再接一次“起動”，鍵才能完成測試。

★如果外高壓未關閉，則測試結果不真實！

★★★外接標準電容的容量選擇：

“外接方式”時，每按一次“外接”鍵，則顯示的外接標準電容容量“XXXXpE”將改變，共八種容量供選擇（★后一種為廠家調試用，用戶使用則無效。）：

50pF，100pF，150pF，200pF，500pF，1000pF，XXXpF，XXXpF。

應選擇與外接標準電容相等的容量。如果使用的外接電容容量特殊，可請生產廠家將該電容容量輸入儀器中。如果選擇的外接標準電容與實際不相等，則測量結果會受影響。

正接線法：（接線如圖四所示）

通電前，先將“試驗電壓”開關置于“關”位置。將UH端子用線纜的大鐵夾（有UH標記），接至被試品的高壓端，將IX端子用另一根線纜的芯線線頭（紅色， 有CX標記）接被試品CX低壓端，它的屏蔽線頭（黑色， 有E標記）接地，如果試品低壓端有屏蔽端子，可用導線將該端子與“E”連接后接地。

通電后，按“正接”鍵。選好正接線方式；用“試驗電壓”開關選好電壓；然后按“起動”鍵開始測試。

反接線法：（接線如圖五所示）

通電前，先將“試驗電壓”開關置于“關”位置，將UH端子接地，將IX的芯線（有CX標記）接至被試品CX的。

通電后，按“反接”鍵，選好反接線方式；用“試驗電壓”開關選好電壓；然后按“起動”鍵開始測試。

★★★特別注意：屏蔽“E”與IX電位接近，可接至被試品高壓的屏蔽或者懸空，不能接地?。?！。

外接高壓法：（接線如圖六所示）

CB為外接標準電容，CX為被試品。

當被試品要求度驗電壓大于10KV時，可以外接高壓進行測量，即不使用儀器內部高壓變壓器，而外接一臺高壓裝置進行測量。

★★★注意：外接高壓法進行測量時，“試驗電壓”開關必須置于“關”位置?。。?/span>

★★★外接高壓法時，應外接標準電容器CB，不許使用儀器內標準電容器?。。?/span>

通電后，多次按“外接”鍵，選好外接線方式以及外接的標準電容容量，必須再將“試驗電壓”開關置于“關”位置！調整好外接電壓，然后按“起動”鍵開始測試。

SXJS-IV型為中文液晶顯示，有中文漢字提示各類測試信息。當測試完成后，可按“打印”鍵，打印測試結果。

六、保管免費及免費修理期限

儀器應在原廠包裝條件下，于室內貯存，其環境溫度為0—40℃相對溫度為30％—70％，且在空氣中不應含有足以引起腐蝕的有害物質。儀器從冷環境突然到熱環境中時，可能結露，應等結露消失后再使用。每年應打開儀器，消除由于野外作業產生的灰塵，特別是內部標準電容處的灰塵。

儀器和附件自制造廠發貨日期起12個月內，當用戶在*遵守制造廠使用說明書所規定的保管的使用條件下，發現產品制造質量不良或不能正常工作時，制造廠負責給予修理或更換。

七、儀器成套性

（1）介質損耗測試儀             1臺

（2）測試線纜               2根

（3）保險絲（5A）               4只

（4）電源線                     1根

（5）使用說明書                 1份

（6）產品合格證                 1份

附錄：抗干擾探討

（一）、干擾

以電容試品為例，當工頻電壓加在電容上時，其上流過兩個電流（科A）：容性電流Ic和阻性電流Ir，合成為試品電流Ix。Ic和Ir形成的夾角δ即為介質損耗角。當干擾電流Ig流入試品時，與Ix合成為Igx，Ix與Igx之間的夾角β是由干擾電流Ig形成的。測量到的電流Igx與Uc的夾角是β+δ與階損角δ相差很大。

（二）、方法

目前，智能介質損耗儀通常采用的抗干擾方法主要有種：

（1）、移相法

方法是將加到試品上的測試電壓Ur移相，使Uc與Ig同相位（Ur與Uc恒定相差90度），從圖B中可見，測量到的電流Igx與有效的Ix相差不大（當干擾電流較小時），如果能再反Ig方向將Uc移相一次，兩次數據合成即能準確地找到階損角δ（即使干擾電流較大）。

（2）、變頻法

現場測量時通常使用工頻電源，而現場干擾主要也是工頻，同頻率的電源相互疊加形成干擾，去除無用的干擾而保留有用測試電流是非常困難的。用非工頻電源進行測量，則工頻電源的干擾電流與測試電流由于頻率不同，是很容易區分開的。比如，將所含有干擾混合信號的前10mS，與后10mS信號相加，就去除了工頻干擾，而測量信號不是50Hz所以得以保留。

（3）、波形分析法

計算機的運用，使大量的工程分析計算變得方便，通過對現場干擾的大量采集分析，結合測量到的波形，運用高等數學理論，巧妙地去除干擾，也同樣達到目的。甚至去除一、三、五次諧波也很方便。

（三）、要求

工程測量介質損耗，通常要求能分辨出0.1％介損值是不過分的。

介質損耗：tg（δ）=0.1％=0.001

損耗角度：δ=0.057⁰

對應時間：T=δ/360⁰×20mS=3.183μS

（四）、比較

干擾信號是由干擾源通過媒介放加到試品上，即使干擾源是恒定的，但傳輸媒介是空氣及其它絕緣體不是恒定介質（圖C、圖D），所以干擾電源Ig方向隨機變化的程度≥0.057⁰不足為奇。要使測試電源隨時跟蹤Ig，而跟蹤角度誤差≤0.057⁰絕非易事。所以終抗干擾雖然有效，但是測量精度不容易提高。

運行的設備（試品）在工頻下運行，要求知道在工頻條件下的介質損耗。

理論上：介質損耗=2πfRC，（f=50Hz）

所以用非工頻的f’電源加在試品上所測得的介質損耗=2πf’RC，再由這一結果推算出2πfRC易如反掌。

然而運行設備的等效R，不是理想的電阻，其中更多的是有極分子，其等效R隨頻率f的變化而變化，所以盡管理論上介質損耗與頻率成正比，而實際介質損耗（2πfRC）不與頻率成正比。這給根據變頻2πf’RC推算工頻2πfRC造成了麻煩。

為了減小這個非線性誤差，f’采用接近工頻的頻率，但過分接近等于沒有變頻，這就是主要矛盾。好在大多數試品對頻率的敏感沒有那么強烈。所以變頻法抗開擾是比較成功的。

產生一個有一定的功率，且又是正弦波的異頻電源有較大的難度。因為異頻電源波形的失真度對相角的影響很大，或者與實際工頻正弦波電源情況下所造成的介質損耗有誤差。

為了去除接近f’工頻干擾，變頻法不得不處理大量的數據，所以相對測量時間較長。

（五）、SXJS-IV處理干擾的方法

測試電源采用工頻，使測量與實際一樣。交錯分時測量干擾信號和綜合信號，將所有測到的信號都精確也鎖定在與測試電源同步的0相位上，再將干擾信號倒相與綜合信號疊加得到有效信號。

在數字處理上，廣泛地采用數字與電子技術，剔除了相角相差1％的信號，剔除了數值較大的幾組信號，也剔除了數值較小的幾組信號，再將許多組中值信號求平均值得出結果，而每組信號都是由許多測量信號與處理后的干擾信號構成的。在調試中所有數據都以6位有效數字計算。為了提高測量速度，采用雙計算機和高速并行A/D轉換器處理信息，軟件全部用匯編完成。

對于強干擾信號較精確地測出其大小不難，儀器特別設計的高精度相位鎖定器能將其準確地定相，為*消除干擾提供了便利；對于弱干擾信號粗略地測出其大小也是可以的，而相位鎖定器并不受測量信號的大小影響，仍然準確定相，弱干擾本來對測量信號的影響就小，再粗略地去除其大部分，也可以認為去除了干擾。

對于突發性干擾信號，儀器盡可能地將采樣的干擾數據廢除，或宣布測試失敗，以保證數據結果的可靠性。

實驗數據：用工頻500V電壓回載50pF電容，測量信號電流約8μA，無干擾時，快速測量測得介損為0.08％，抗干擾測量測得介損為0.08％；用20000V工頻做干擾，距離被試品10厘米，快速測量測得介損為12.23％，抗干擾測量測得介損為0.09％。