介质损耗角正切的检测

3.3.1 高压电桥法 3.3.2 相位差法3.3.3 全数字测量法 3.3 介质损耗角正切的检测 返回图13 电桥法tan测原理接线图 3.3.1 高压电桥法 当电桥平衡时，而R4=104/，C4的单位为pF时，有：式中，k为参与平衡的电压互感器PT1、PT2构成的变比；CN、R4是固定值：（18）（19）高压电桥法优点：是较准确、可靠，与电源波形频率无关，数据重复性好。缺点：接入了R3后改变了设备原有的运行状态，其他元件的接入也增加了PT1发生故障的概率。要选择可靠性高的元件和采取一些保护措施。可用低频电流传感器代替相应的电阻元件，但效果并不理想。返回3.3.2 相位差法 图14 相位差法检测tan原理框架图 电桥法是一种间接测量法，而相位差法则是直接测量介质损耗角的正切值tan 电流信号由设备末屏接地线或设备本身接地线上的低频电流传感器经转换为电压信号后输入检测系统。电压信号则仍由同相的电压互感器提供，并再经电阻器分压后输出。和两个信号之与的脉宽，即为电流和电压的相角差，则tan=0.5-。通过相位鉴别单元，用计数脉冲进行计数，计数值和tan成正比关系。误差来源1.频率f引起的误差 2.电压互感器引起的固有误差 3.谐波的影响 4.两路信号在处理过程中存在时延差：低通滤波器的建立约为10s，这将造成信号0.003rad的系统误差。过零整形的时延引起误差。整形波形引起的误差。其他因素，例如环境温度的变化。返回3.3.3 全数字测量法 数字化测量方法主要包括过零点时差比较法、过零点电压比较法、自由电压矢量法、正弦波参数法、谐波分析法和异频电源法。过零时差比较法对谐波干扰十分敏感，过零电压比较法的抗干扰能力得到了加强，但所要求的条件十分苛刻。自由矢量法和正弦波参数法在方法设计时把试品上的电压、电流理想化为标准的正弦波，而谐波分析法和异频电源法在设计时就充分考虑到在实际电压、电流中含有干扰成分，因而有广泛的应用前景。任意周期性函数f(t)只要能满足狄里赫利条件（即给定的周期性函数在有限的区间内，只有有限个第一类间断点和有限个极大值和极小值，而电工技术中年所遇到的周期性函数通常都能满足这个条件），则f(t)均可分解为由直流分量和各次谐波所组成的傅立叶级数：基本原理：（20）根据三角函数的性质经过变换后K次系数：对于基波，其系数为：（21）（22）（23）（24）经过变换基波电压信号的系数a1、b1为：基波电流信号的系数a1和b1为：（30）（31）由（6-30）式可得 由（6-30）式可得 则：本法主要是通过数字运算得到tan，它完全避免了运算硬件带来的诸多误差因素。在最后的运算中，虽存在大数相减的问题，但计算机能保证运算的准确性。同时，通过只对基波作运算，等于对谐波进行了理想滤波，从而排除了谐波对检测的影响。图16 全数字化tan在线检测原理框架图高压电桥法o原理o优点o缺点相位差法o原理o误差全数字测量法小小 结结返回（本节完）