高壓電器容量試驗測量係統
電工研究
作者：陳寶峰 林莘
【摘要】作者介紹了一套高壓電器試驗測量係統，係統通過配置性能先進的波形記錄儀，高性能的傳感器與性能符合STL標準的測量軟件來達到對試驗的精確測量。係統設計符合STL的技術指標，並且完成了係統對試驗參量測量偏差的評定。測量係統通過了大量的高壓電器容量試驗，運行穩定效果很好，通過試驗人員和單位的肯定。
【關鍵詞】測量係統；STL；容量試驗；傳感器；偏差值
電力行業近些年發展迅速，電能傳輸與配送的安全與可靠也越來越受到很高的關注，高壓電器是否穩定運行也成為行業內關注的焦點，高壓電器在正式入網使用前必須通過國家規定的型式試驗，容量開斷試驗是型式試驗的最重要部分，對試驗數據的精確與可靠性提出了很高的要求，所以試驗室的試驗測量係統對於容量試驗具有重要的意義。
近些年International Electrotechnical Commission（簡稱IEC）標準和Short-Circuit Testing Liaison（簡稱STL）技術導則的不斷修訂和完善，對容量試驗的技術要求也越來越高[1-4]。試驗需要測量的信號不僅數量多，而且幅值範圍大，頻率範圍寬，記錄的時間也長短不一。電壓從幾伏到一千多千伏，電流從幾安到幾百安，電流測量頻率從直流到幾十千赫茲，並且試驗信號都不是單頻而是混頻信號，持續時間從幾微秒到幾十秒等等。高壓試驗同時測量的參量也很多，包括試驗電壓，試驗電流，負載電壓，分合閘線圈的電壓，試品的機械行程曲線，電弧電壓等等。為了滿足發展的要求，機械工業高壓電器產品質量檢測中心研製出完全符合其要求的容量試驗測量係統。並很好的滿足試驗標準的要求，運行良好。
1.測量係統的組成方案
1.1 測量係統的硬件組成部分
測量得到示波圖的核心硬件是波形記錄儀，本係統記錄儀采用了當前世界上先進的LDS Genesis波形記錄儀，並有匹配的測試軟件（軟件部分我們下部分介紹）。記錄儀我們采用了16個通道1MS/s的采集模塊，16bit，±1～±50V可調，模擬帶寬500kHZ（-3dB）。4個通道10MS/s的采集模塊，14bit，±0.02～±100V可調，模擬帶寬1MHZ（-3dB）[5]。
在電流傳感器配置方麵，因為測量電流頻帶寬，短路電流周期分量、非周期分量、頻率、相角、時間常數、主回路幹擾等都是影響波形的因素，在電纜充電電流和線路充電電流中的合閘湧流、合成試驗時延弧幹擾等等也都對電流測量的準確度產生很大影響。高壓試驗電流測量現在主要有分流器，帶氣隙的電流互感器和羅斯線圈幾種，我們主要采用了帶氣隙的電流互感器，並參加了國際短路試驗聯盟組織的，國內有西高院牽頭的短路電流測量比對[11]，測量值偏差為0.4%。其測量電流的周期分量和非周期分量都很好。選用的電流互感器要滿足測量的要求，根據不同的電流值，選取了幾檔電流互感器，變比分別為100/5、2500/5、3000/5、20000/5、/5（單位A）的電流互感器，直接網路試驗可以測量50KA，時間常數120ms，線性度小於5%，暫態誤差100ms內小於1%，精度達到1級。