[发明专利]一种高稳定性的介质损耗因数标准器

说明书

技术领域

本发明属于电气设备中介质损耗测量设备技术领域，尤其涉及一种高稳定性的介质损耗因数标准器。

背景技术

电气设备的绝缘结构均由各种绝缘介质所构成，由于介质的电导，极性介质中偶极子转动时的摩擦以及介质中的气隙放电，使处在高电压下的介质（或整个绝缘结构）是有损耗的，这种损耗成为介质损耗，它是电气设备绝缘性能的重要指标。电力系统中的事故有不少是由于绝缘问题造成的，为了保证电力系统的安全运行，必须进行绝缘试验，而介质损耗测量试验是一项灵敏度很高的绝缘检测试验。介质损耗因数标准器是一种测量介质损耗正切和电容量的自动化仪器，通过不同档位来模拟标准介质损耗值，以校验介损仪的测量精度；介质损耗因数标准器可以在工频高压下，现场测量各种绝缘材料、绝缘套管、电力电缆、电容器、互感器、变压器等高压设备的介质损耗正切值和电容值，在电力系统中应用极为频繁，检定任务也比较繁重。

目前电桥实验室使用的介质损耗因数标准器，以不同的档位来模拟标准介损（介质损耗）值，以校验介损仪的测量精度。一方面，不同的介损值设置需要通过标准器上的按钮进行切换，因此，每次一组数据试验结束，都需要工作人员频繁进入高压试验围栏内设置下一组介质损耗试验数据，如校验一台介损仪全部量程的30组数据，需进入高压围栏内进行30次设置才能完成；试验人员进入高压围栏，如果仪器高压未断开或高压放电不充分，还存在被高压电击的危险；采用点对点的控制模式，30组数据需要标准器具有30个档位，因而需要30个分档子单元，这样使得标准器的体积和重量增加，提高制作成本。另一方面，传统的介质损耗因数标准器通常采用RC串联等值电路，相应的介质损耗计算公式为tanδ=ωRC，这样对介质损耗模拟电阻R有较高的要求。例如当标准电容C=100PF，介质损耗值为10%时，介质损耗模拟电阻R=3183099Ω，在校验电压10KV（50HZ）下，该电阻的电压接近1000V，发热功率约为0.31W，为保证稳定性，该电阻的功率应为1W以上。而精度为0.1%的3MΩ的电阻通常要定做，而且该电阻上的电压接近1000V，已无法满足电路在低电位工作的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高稳定性的介质损耗因数标准器，采用电容分流式RC介质损耗模型，大大降低介质损耗模拟电阻R的功耗，消除介质损耗模拟电阻R发热对测量数据稳定性的影响，提高介质损耗因数标准器的稳定性。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种高稳定性的介质损耗因数标准器，包括高压接线端、标准电容器、分档电阻单元、CX接线端、分流电容器、档位控制及驱动模块、主控制模块、无线通讯模块、显示模块、电源模块以及遥控器；所述标准电容器一端与高压接线端相连接，另一端分别与分流电容器的一端以及分档电阻单元的第一接线端相连接；所述分流电容器的另一端接地，分档电阻单元的第二接线端与CX接线端相连接；所述分档电阻单元的第三接线端与所述档位控制及驱动模块的输出端相连接；所述档位控制及驱动模块的输入端、显示模块、电源模块以及无线通讯模块分别与主控制模块相连接；所述电源模块还分别与显示模块和无线通讯模块相连接；所述无线通讯模块与所述遥控器进行无线通信。

进一步的，所述分档电阻单元是由电阻器和继电器组成，所述继电器的触头与所述电阻器并联组成一个分档子单元，每个分档子单元依次串联组成所述分档电阻单元；所述档位控制及驱动模块对主控制模块发送来的信号进行分析和处理，控制分档子单元进行档位组合实现大于分档子单元个数的介质损耗值档位模拟。

进一步的，所述分档电阻单元由11个分档子单元依次串联组成，通过档位控制及驱动模块控制11个分档子单元进行档位组合，实现30个介质损耗值档位模拟；采用档位组合控制策略，通过档位控制及驱动模块控制分档子单元的组合投切，仅需11个分档子单元即可实现30个介质损耗值档位的模拟，使介质损耗因数标准器的结构更加紧凑、可靠、智能，从电阻器的数量上大幅度的降低了介质损耗因数标准器的体积和重量，降低了制作成本。

进一步的，所述分档电阻单元的第三接线端通过光耦与所述档位控制及驱动模块的输出端相连接，当通过遥控器发出切换开关的信号时，主控制模块发出控制信号，该控制信号经档位控制及驱动模块的分析和处理，产生组合切换开关控制信号，该组合切换开关控制信号经过光耦来控制继电器动作，避免形成干扰信号，保证系统的正常运行。