測量及補償原理

4.1 測量原理

本儀器采用如圖1所示的投影法計算基波及各次諧波的阻性電流。

  圖中：U1   基波參考電壓

        Ix1p 基波全電流峰值

        Ir1p 基波阻性電流峰值                                圖1 投影法

        Ic1p 基波容性電流峰值

Φ   基波全電流超前基波參考電壓的角度

  計算公式：Ir1p = Ix1p·CosΦ

            Ic1p = Ix1p·SinΦ

氧化鋅避雷器全電流既含有氧化鋅避雷器非線性產(chǎn)生的高次諧波，也含有母線電壓諧波產(chǎn)生的高次諧波。與Irp相比Ir1p更加穩(wěn)定真實；因此建議用Ir1p作為阻性電流指標，Φ和Ir1p均能直觀衡量氧化鋅避雷器的性能。

4.2 相間干擾及自動補償原理

圖2 相間干擾

氧化鋅避雷器帶電測試儀功能及特點
1  采用帶有DSP浮點處理單元的高性能、低功耗ARM處理器，運算速度更快、運算精度更高、處理數(shù)據(jù)量更大；從而可以保證測試數(shù)據(jù)計算的準確性和穩(wěn)定性。
2  高精度采樣濾波電路及數(shù)字濾波技術，可濾除現(xiàn)場干擾信號。
3  采用浮點快速傅里葉算法，從而實現(xiàn)對基波、諧波電壓、電流信號的高精度分析。
4  采用工業(yè)級5.7寸320×240點陣單色液晶屏，顯示清晰，人機界面友好；對于一些重要的操作及參數(shù)設置，顯示其提示信息和幫助說明；屏幕頂部狀態(tài)欄可顯示各個外設工作狀態(tài)及測試狀態(tài)信息。
5  可同時測量三相氧化鋅避雷器的電氣參數(shù)，并可自動補償相間干擾；也可單相測量，支持B相接地的PT二次電壓作為參考電壓；當被測相與參考電壓相別不同時，可自動計算補償角度。
6  提供有線、無線測試方式，無線測試方式操作更加簡便、靈活；可大大降低現(xiàn)場測試人員工作強度。
7  *的感應板替代PT二次電壓測量技術，使測量更安全快捷。
8  電壓采集器集成本地顯示（128×64點陣OLED液晶屏）及相序檢測功能，可顯示三相全電壓、電壓基波、3次、5次、7次諧波有效值、系統(tǒng)頻率值及三相電壓相位差；便于現(xiàn)場測試人員快速檢查電壓采集器與PT二次電壓輸出端子連接情況及三相電壓各項參數(shù)。
9  電壓采集器采用雙重全數(shù)字隔離技術，更加安全可靠。
10 交直流兩用：內(nèi)置鋰電池供電或者220V交流充電器供電自適應。
11 儀器主機和電壓采集器內(nèi)置大容量可充電鋰電池，一次充電完成，可持續(xù)工作8小時。
12 智能電量管理：剩余電量顯示、低電量報警、長時間閑置提示、背光自動調(diào)節(jié)。
13 內(nèi)置實時時鐘，可實時顯示當前時間和日期；自動記錄測試日期及時間。
14 測試數(shù)據(jù)存儲方式分為本機存儲和優(yōu)盤存儲，本機存儲可存儲測試數(shù)據(jù)100條，并且本機存儲可轉存至優(yōu)盤；優(yōu)盤存儲可保存測試數(shù)據(jù)及波形圖片，測試數(shù)據(jù)為TXT格式，波形圖片為BMP格式，可直接在電腦上編輯打印。
15 內(nèi)置熱敏打印機，可打印測試數(shù)據(jù)及已保存測試記錄；打印內(nèi)容可選擇，從而可以節(jié)省打印紙的用量。
氧化鋅避雷器帶電測試儀 技術指標
1 參考電壓測量
參考電壓輸入范圍：    25V～250V有效值，50Hz/60Hz
參考電壓測量準確度： ±（讀數(shù)×2%+0.2V）
電壓諧波測量準確度： ±（讀數(shù)×5%）
參考電壓通道輸入電阻：≥1500kΩ
2 電流測量
全電流測量范圍：        0～20mA有效值，50Hz/60Hz
準確度：                ±（讀數(shù)×2%+5uA）
阻性電流基波測量準確度：±（讀數(shù)×2%+5uA）
電流諧波測量準確度：    ±（讀數(shù)×5%+10uA）
電流通道輸入電阻：      ≤2Ω
3 電場強度測量
電場強度輸入范圍：  30kV/m～300kV/m
電場強度測量準確度：±（讀數(shù)×10%）
電場諧波測量準確度：±（讀數(shù)×10%）
4 使用條件及外形
工作電源：內(nèi)置鋰電池或外置充電器，充電器輸入100-240VAC，50Hz/60Hz
充電時間： 約4小時
電池工作時間：  主機8小時，電壓采集器8小時
主機尺寸：      320mm(長)×270mm(寬)×150mm(高)
主機重量：      3.2kg（不含線纜）
電壓采集器尺寸：115mm(長)×120mm(寬)×65mm(高)
電壓采集器重量：0.6kg (不含線纜)

在現(xiàn)場三相同時測試一字排列的氧化鋅避雷器時，如圖2所示，由于雜散電容的存在，A、C相電流相位都要向B相偏移，一般偏移角度為2°～4°左右；這將使A相φ減小，阻性電流增大，C相φ增大，阻性電流減小甚至為負，這種現(xiàn)象稱相間干擾。

解決這一問題的方法是采用自動補償算法，即儀器內(nèi)置的“自動邊補”功能。假設Ia、Ic無干擾時相位相差為120°，假設B相對A、C相干擾是相同的；測量出Ic超前Ia的角度Φca，A相補償Φ0a=（Φca-120°）/2，C相補償Φ0c= -（Φca -120°）/2。這種方法實際上對A、C相阻性電流進行了平均，極有可能掩蓋存在的問題。因此建議考核沒有進行自動補償?shù)脑紨?shù)據(jù)（即補償角度為0°），并考核其變化趨勢。