上海滬西電器有限公司(原上海滬西電器廠)

智能介質損耗測試儀

1、概述

　　PCI6000型自動介質損耗測試儀是一種新穎的測量介質損耗角正切（tgδ）和電容值（Cx）的自動化儀器。可以在工頻高電壓下，現場測量各種絕緣材料、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角正切（tgδ）和電容值（Cx）。與西林電容電橋相比，具有操作簡單、自動測量、讀數直觀、無需換算、精度高、抗干擾能力強等特點。儀器內附標準電容器和升電壓裝置，在“內接”方式下使用，無需其它外接設備，便于攜帶。
　　a.具有多種測量方式，可選擇正/反接線、內/外標準電容器和內/外試驗電壓進行測量。
正接線可測量高壓介損。
　　b.內附SF6標準電容器，tgδ＜0.005% ，受空氣濕度影響小。
　　c.矢量運算法結合移相，倒相法，抗干擾效果好；能有效地消除強烈的電場干擾對測量的影響，適用于500kV極其以下電站的強干擾現場試驗。
　　d.高壓短路和突然斷電時，儀器能迅速切斷高壓，並發出警告信息。
　　e.測量重量性好，電壓線性好（測量準確度不受電壓影響）
　　f.一體化結構，重量適中，便于攜帶。
　　g.大屏幕帶背光中文液晶顯示器信息提示操作，使用方便。
　　h.儀器自帶打印機，及時保存測試數據。
　　i.高壓電纜連接至試品，保障安全；儀器未接地報警，安全措施完備。

2、技術指標

2.1 額定工作條件
2.1.1 環境溫度︰0～40℃
（當溫度超出20℃±5℃時，每變化10℃儀器基本誤差的改變量不超過基本誤差限的1/2）
2.1.2 相對濕度︰30%～85%
2.1.3 供電電源︰電壓︰220V±22V，頻率︰50±1Hz
2.2 外形尺寸︰l×b×h，mm︰440×330×400
2.3 重量︰不大于 23kg
2.4 電子電路功耗︰不大于40VA
2.5 測量範圍︰
2.5.1 介質損耗（tgδ）︰0～100%分辨率︰0.0001
2.5.2 電容量（Cx）︰最小分辨率︰0.01pF
2.5.2.1 內接方式

試驗電壓	試品電容量
5kV 7.5kV 10kV	3pF ～ 60000PF
1.5kV 2.25kV 3k	10pF ～ 0.35 μ F
0.5kV 0.75kV 1kV	30pf ～ 1.5 μ F

2.5.2.2 外接方式
“外接升壓器”方式最高試驗電壓 10kV
“外接 Cn ”方式（外接高壓、外接標準電容器）最高試驗電壓由標準電容器和被試品決定
（Umax=Imax/ωC）
標準回路最大電流 50mA（In=UωCn）
被試回路最大電流 2A（Ix=UωCn）
2.6 基本測量誤差
產品在環境溫度20℃±5℃、相對濕度30%-85%的條件下，應符合表1之規定。 表1

測量內容	tgδ範圍	電容量範圍（Cx）	試品類型	基本誤差
介質損耗因數 tgδ	0～50%	50pF～60000pF	非接地	±（1%讀數+0.0005）
			接地	±（1%讀數+0.0010）
		10pF～50pF 或60000pF以上	非接地	±（1%讀數+0.0010）
			接地	±（2%讀數+0.002）
		3pF～10pF	非接地與接地
		50pF以上		±（1%讀數+1pF）
電容器		50pF以下		±（1%讀數+2pF）

2.7 內部升壓器輸出能力

輸出電壓	額定輸出電流
5kV 7.5kV 10kV	100mA（可擴展至150mA ）
1.5kV 2.25kV 3kV	450mA
0.5kV 0.75kV 1kV	1A

3、內部結構和工作原理

3.1 內部結構
儀器將升壓與測量裝置安裝在一個機箱里，儀器內部具有最高輸出電壓達 10kV 的升壓變壓器，還安裝有標準高壓電容器，在內部高壓測量範圍內使用時無需任何外部設備，便于攜帶到試驗現場使用；儀器方便用戶靈活地進行多種方式的測量。儀器結構牢固，確保高、低壓電路電氣間隙和爬電距離符合 GB4793.1-1995 《測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求》中的有關規定。圖 1 、圖 2 分別為儀器的前、後面板示意圖。

圖中︰
1 打印機——測量結束，顯示測量結果時，按“打印”鍵，可以將測量結果打印出來。
2 顯示窗——以 LCD 用中文顯示 tg δ和電容測量值。並顯示指導操作的提示信息。
3 輸出電壓選擇鍵——當選擇“內接”方式工作時，用以選擇試驗電壓（按升序或減序），
內部升壓器產生的試驗電壓共有九檔，分別為︰10kV、7.5kV、5kV、3kV、2.25kV、1.5kV、
1kV、0.75kV、0.5kV。
4 電源輸入插座——接 220V 市電。
5 背光選擇鍵——在明亮的環境中選擇無背光；而在昏暗的環境中選擇帶背光。
6 電源鍵——按下該鍵，儀器電源接通。
7 保險絲座
8 ——為保障操作者安全而設；按下該鍵，接通高電壓輸入回路；松開該鍵，則不能發生高壓。
9 接地端子——為保障操作者的安全，為使儀器正常工作，使用前應將該端子可靠接地。該端子既是
安全接地，又是工作接地。
10 啟動 / 停止鍵——按下該鍵，儀器進入測量狀態；松開該鍵，儀器退出測量狀態。
11 打印鍵——測量結束時，顯示測量結果時，按該鍵可以打印測量結果。
12 正 / 反接線鍵——用來選擇正接線或反接線方式。
13 工作方式鍵——當選擇儀器內部升壓器施加試驗電壓時，按該鍵選擇“內接”方式；如現場干擾
較大，按該鍵選擇“抗干擾內接”方式；當外接升壓器施加試驗電壓時，按該鍵選擇“外接升
壓器”方式；當外接升壓器和外接標準電容器測量時，按該鍵選擇“外接 Cn ”方式。
14 標準電流輸入端 Cn ——“外接 Cn ”測量方式工作時，與外接標準電容器的測量端相連接。
連接該端的電纜為黑色。
15 被測電流輸入端 Cx ——使用時應根據不同的試品類型與被試品的部位連接。詳見 4.3 條。
連接該端的電纜為紅色，兩端有黑色標記。
16 電壓輸出端 HV ——當測量非接地試品（選擇正接線）時，該端為高電壓端，與該端相連的電纜
內層帶高壓；當測量接地試品（選擇反接線）時，該端在儀器內部接地。連接該端的電纜為。
17 電纜外屏蔽專用接地端——電纜與儀器連接時，將電纜插頭端的引出線連至該端，從而將電纜的
外層屏蔽接地。
3.2 工作原理
儀器測量線路包括一路標準回路和一路被試回路，如圖3所示。標準回路由內置高穩定度標準電容量與采樣電路組成，被試回路由被試品和采樣電路組成。由8031單片機運用計算機數字化實時采集方法，對數以萬計的采樣數據處理後進行矢量運算，分別測得標準回路電流與被試回路電流幅值及其相位關系，並由之算出試品的電容值（Cx）和介質損耗角正切（tgδ），測量結果可靠。現場有干擾時，先利用移相、倒相法減小干擾的影響，再將被試回路測得的電流Ix'與單獨測得的干擾電流Id矢量相加，得到真正的測量電流Ix，進而得出正確的測量結果。由圖3可見，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。如測量非接地試品（正接法）時，“LV”（E）點接地；而測量接地試品（反接法）時，則“HV”點接地。

圖3原理框圖

注︰1、圖中除試品 Cx 外，其余為 PCI6000 型自動介質損耗測試儀；
2、細線表示儀器的內屏蔽 E ，與測量電纜的內屏蔽層相連；
3、 Cn 為儀器內附標準電容器，名義值為 50pF ， tg δ＜ 0.00005 ；

4、 HVT 為儀器內附升壓變壓器，額定輸出功率 10kW 。

4、使用和操作

4.1 安全操作注意事項
4.1.1 使用前必須將儀器的接地端子可靠接地。所有人員必須遠離高壓才能開始測量。
4.1.2 只有當儀器的“內高壓允許”鍵未按下時，接觸儀器的後面板和測量線纜與被試品才是確保安全的。當儀器的“內高壓允許”鍵按下時，蜂鳴器將鳴叫示警。
4.1.3 儀器正在測量時，嚴禁操作除“啟動”鍵外的所有按鍵。但可用“啟動”鍵退出測量狀態。
4.1.4 應保持儀器後面板的清潔，不要用手觸摸。如後面板有污痕，請用干布擦試干淨以保證良好的絕緣。
4.1.5 測量非接地試品（正接法）時，“ HV ”端對地為高電壓，測量接地試品（反接法）時，“ Cx ”端對地為高電壓，隨儀器配備的紅色、電纜為高壓電纜，使用時可沿地面敷設；但必須將電纜的外層屏蔽接至專用接地端。
4.1.6 不得自行更換不符合面板指示值的保險絲管，以防內部變壓器燒壞。
4.2 儀器的顯示方式
儀器以點陣式帶背光 LCD 顯示，便于室內與戶外讀數。顯示值為最終測量結果（ tg δ和電容量），無需換算。
4.3 操作
4.3.1 非接地試品的測量（正接法）
4.3.1.1 通電前的準備
a.關電源； b.用導線將儀器面板上的接地端子可靠接地；
c.從“HV”端子用接至被試品高壓端（此線帶高壓），Cx端子用專用線纜（帶黑色標記的紅線）
接至被試品低壓端，注意芯線 Cx 接被試品，將電纜插頭端的引出線連至專用接地端，如圖
4所示；如果試品低壓端有屏蔽端子（例如標準電容器），可用導線將該端子與線纜的內屏蔽
（夾頭端的引出線）“E”連接後接地。
4.3.1.2 操作步驟
按下“電源”鍵，直至儀器自檢完畢在顯示窗口顯示
內接 正接
試驗電壓︰關
請選擇試驗電壓
此時按“輸出電壓選擇”鍵選擇合適的電壓，按“正 / 反接線”鍵選定正接線方式；然後先按下“內電壓允許”鍵，再按下“啟動”鍵；儀器開始測量，蜂鳴器發出訊號，並在顯示窗口從 5 到 1 倒計數（此時可松開“啟支”鍵，以退出測量狀態）。倒計數結束，高壓加至試品，蜂鳴器發出警示訊號，測量過程不超過 60 秒，測量結束，高電壓自動降下；為保障人員的安全，此時必須按窗口提示信息將“內高壓允許”鍵彈起，窗口才會顯示測量結果。如果需要打印，可按一下“打印”鍵；最後彈起“停止 / 啟動”鍵，結束一次測量過程。
4.3.2 接地試品的測量（反接法）
4.3.2.1 通電前的準備
a.關“電源”； b.用導線將儀器面板上的接地端子可靠接地；
c.將 Cx 端子用專用線纜（帶黑色標記的紅線）接至被試品高壓端，注意芯線 Cx 接被試品，
將電纜插頭端的引出線連至專用接地端，如圖 5 所示。
4.3.2.2 操作步驟
按下“電源”鍵，直至儀器自檢完畢在顯示窗口顯示
內接 正接
試驗電壓︰關
請選擇試驗電壓
此時按“輸出電壓選擇”鍵選擇合適的電壓，按“正 / 反接線”鍵選定“反接線方式”；然後先按下“內電壓允許”鍵，再按下“啟動”鍵；儀器開始測量，蜂鳴器發出訊號，並在顯示窗口從 5 到 1 倒計數（此時可松開“啟支”鍵，以退出測量狀態）。倒計數結束，高壓加至試品，蜂鳴器發出警示訊號，測量過程不超過 60 秒，測量結束，高電壓自動降下；為保障人員的安全，此時必須按窗口提示信息將“內高壓允許”鍵彈起，窗口才會顯示測量結果。如果需要打印，可按一下“打印”鍵。
4.3.3 外接升壓器測量方式（外接高壓）
4.3.3.1 通電前的準備
當被試品電容量較大而要求升壓變壓器輸出電流大于儀器內部變壓器輸出能力時，儀器可以外接高電壓進行測量，即不使用儀器內部的升壓變壓器，而另外外接一台升壓裝置產生高電壓進行測量。注意用“外接升壓器”方式進行測量時，不得按下“內高壓允許”鍵。“外接升壓器”方式仍使用儀器內附標準電容器，最高工作電壓 10kV 。
既可以測量非接地試品（圖6︰與“HV”連接的線纜內層帶高壓），也可以測量接地試品（圖7︰與“Cx”連接的線纜內層帶高壓）。
注︰1、圖中紅色部分為高壓電纜的內層屏蔽，藍色為外層屏蔽，外層屏蔽已在內部與儀器接地端相連。 2、* 號旁的線纜內芯帶高壓，使用時應注意。
如果用“自激法”測 CVT 設備選用“外接升壓器”方式，因為 Hv 電纜芯線與外層屏蔽間存在 1000pF-2000pF 的電容量，會引起測量誤差；所以測量時應將 HV 電纜外屏蔽的專用接地頭于（不插入專用接地端）與電纜一起懸空（即將電纜作為普通電纜而不作為高壓電纜使用），以消除測量誤差。
4.3.3.2 操作步驟
a.用導線將儀器面板上的接線端子可靠接地。
b.按圖 6 或圖 7 接線，將電纜插頭端的引出線連至專用接地端；
c.按下“電源”鍵接通電源，按“工作方式選擇”鍵選擇“外接升壓器”方式；按“正 / 反接線”鍵確定接線方式。“內高壓允許”鍵彈起；
d.用外接升壓裝置施加需要的試驗電壓，儀器會顯示出電壓值；
e.按下“啟動”鍵開始測量，此後按窗口提示操作可方便地完成測量；測量結束，窗口直接顯示測量結果。
4.3.4 外接 Cn 測量方式（外接高壓、外接標準電容器，可測量高壓介損）
4.3.4.1 通電前的準備
當試驗電壓和標準電容器均為外接時，可選擇“外接 Cn ”測量方式。測量前用專用線纜（黑色線）從儀器的“ Cn ”端子（芯子與屏蔽）連至標準電容器的接線端；“ Cx ”端子與被試品相連，將電纜插頭端的引出線連至專用接地端，（圖 8 ）；用導線將儀器面板上的接線端子可靠接地。最高試驗電壓取決于外接標準電容器和被試品的耐壓值及儀器的測量範圍。如使用專用標準電容器，可以對試品進行帶電測量。
4.3.4.2 操作步驟
a.按下“電源”鍵接通電源，待儀器自檢完畢按“工作方式選擇”鍵選擇“外接 Cn ”測量方式；
b.彈起“內電壓允許”鍵；
c.施加試驗電壓至需要值；
d.按下“啟動”鍵開始測量，此後可按顯示窗口提示方便地完成測量。測量結束，窗口顯示測量結果。 “外接 Cn ”方式的測量結果︰