化，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
【主权项】
1. 一种介质损耗角正切值测试方法，其特征在于：该方法包括W下步骤： 步骤一、电流与电压信号采集：采用电流检测单元（1)和电压检测单元（2)对被测试电 气设备的工作电流和工作电压分别进行实时检测，并通过信号采集电路（3)且按照预先设 定的采样频率t对电流检测单元（1)所检测的电流信号与所检测的电压信号分别进行采 集，且将各采样时刻所采集到的电流值和电压值均同步传送至数据处理器（4); 步骤二、信号处理：所述数据处理器（4)按照采样先后顺序，对各采样时刻所述信号采 集电路（3)采集的电流值和电压值分别进行处理；各采样时刻采集的电流值和电压值的处 理方法均相同，对任一个采样时刻采集的电流值和电压值进行处理时，包括W下步骤： 步骤201、信号接收及同步存储：所述数据处理器（4)接收到当前时刻所述信号采集电 路（3)采集的电流值和电压值后，对接收到的电流值和电压值进行同步存储，并对当前时 刻所述信号采集电路（3)的总采样次数进行判断：当当前时刻所述信号采集电路（3)的总 采样次数>N时，进入步骤202 ;否则，进入步骤203 ;其中，N为正整数且N=fyf(1-22)， 公式（1-22)中f为被测试电气设备的供电频率，t为预先设计的采样频率； 步骤202、当前时刻介质损耗角正切值计算：所述数据处理器（4)调用介质损耗角正切 值计算模块对当前时刻被测试电气设备的介质损耗角正切值进行计算，过程如下： 步骤2021、数据组构建：将当前时刻所述信号采集电路（3)采集的电流值和前Ν'个采 样时刻所述信号采集电路（3)采集的电流值组成一个电流数据组，并按照采样先后顺序对 所述电流数据组中的Ν' +1所述电流值由前至后进行排序；同时，将当前时刻所述信号采集 电路（3)采集的电压值和前Ν'个采样时刻所述信号采集电路（3)采集的电压值组成一个 电压数据组，并按照采样先后顺序对所述电压数据组中的Ν'+1所述电压值由前至后进行 排序； 其中，Ν'为正整数且Ν' =Ν或Ν-1; 当Ν' =Ν时，所述电流数据组中的Ν' +1所述电流值由前至后分别记作i(0)、i(1)、 1(2)、…、i(N)，所述电压数据组中的N'+l所述电压值由前至后分别记作u(0)、u(l)、 u似、…、u(N); 当Ν' =N-1时，所述电流数据组中的Ν' +1所述电流值由前至后分别记作i(1)、i(2)、·，·、?(脚，所述电压数据组中的Ν' +1所述电压值由前至后分别记作、u(l)、u(2)、…、 u(N)； 其中，i(脚和u(N)分别为当前时刻所述信号采集电路（3)采集的电流值和电压值； 步骤2022、介质损耗角正切值计算：根据公式（1-21)，并结合 步骤2021中所述电流数据组和所述电压数据组，计算得出当前时刻被测试电气设备的介 质损耗角正切值tanδ; 其中，当Ν' =Ν时，公式（1-21)中曰11和b。按照公式(1-2 9)，进行计算；并且，曰。郝b。浪照公式，进行计算； 当Ν' =N-1时，曰1郝bi浪照公式（1 -27)，进行计算； 并且，a。郝b。浪照公式（1-28;，进行计算. 步骤203、下一采样时刻信号分析处理：按照步骤201至步骤202中所述的方法，所述 数据处理器（4)对下一个采样时刻所述信号采集电路（3)采集的电流值和电压值进行处 理。2. 按照权利要求1所述的一种介质损耗角正切值测试方法，其特征在于：步骤201中 所述的N= 16~100。3. -种实现如权利要求1所述介质损耗角正切值测试方法的测试仪，其特征在于：包 括对被测试电气设备的工作电流进行实时检测的电流检测单元（1)、对被测试电气设备的 工作电压进行实时检测的电压检测单元（2)、对电流检测单元（1)所检测的电流信号与电 压检测单元（2)所检测的电压信号分别进行采集的信号采集电路（3)和对信号采集电路 (3)所采集信号进行处理并同步得出当前被测试电气设备的介质损耗角正切值的数据处理 器（4)，所述电流检测单元（1)和电压检测单元似均与信号采集电路（3)相接；所述被测 试电气设备的工作电流为Ξ相电流，所述电流检测单元（1)为Ξ相电流检测单元；所述被 测试电气设备的工作电压为Ξ相电压，所述电压检测单元（2)为Ξ相电压检测单元。4. 按照权利要求3所述的测试仪，其特征在于：还包括与数据处理器（4)相接的上位 机巧）。5. 按照权利要求3或4所述的测试仪，其特征在于：所述信号采集电路做为A/D转 换器，所述数据处理器（4)为DSP忍片。6. 按照权利要求3或4所述的测试仪，其特征在于：所述电流检测单元（1)包括Ξ个 分别对所述被测试电气设备的Ξ相工作电流分别进行实时检测的电流互感器（1-1)，所述 电压检测单元（2)包括Ξ个分别对所述被测试电气设备的Ξ相工作电压分别进行实时检 测的电压互感器（2-1)。7. 按照权利要求6所述的测试仪，其特征在于：所述电流检测单元（1)还包括Ξ个分 别与Ξ个所述电流互感器（1-1)相接的第一信号调理电路（1-2)和Ξ个分别与Ξ个所述第 一信号调理电路（1-2)相接的第一低通滤波电路（1-3)，Ξ个所述第一低通滤波电路（1-3) 均与信号采集电路（3)相接；所述电压检测单元（2)还包括Ξ个分别与Ξ个所述电压互感 器（2-1)相接的第二信号调理电路（2-2)和Ξ个分别与Ξ个所述第二信号调理电路（2-2) 相接的第二低通滤波电路（2-3)，Ξ个所述第二低通滤波电路（2-3)均与信号采集电路（3) 相接；Ξ个所述第一低通滤波电路（1-3)和Ξ个所述第二低通滤波电路（2-3)均为二阶低 通滤波电路，所述二阶低通滤波电路与信号采集电路（3)相接。8. 按照权利要求7所述的测试仪，其特征在于：所述二阶低通滤波电路包括忍片U3和 忍片U4,所述忍片U3和忍片U4均为运算放大器； 所述忍片U3的正相输入端分两路，一路经电容C2后接地，另一路经电阻R8、电容C1和 电阻R10后与其反相输入端相接，电阻R8与电容C1之间的接线点为所述二阶低通滤波电 路的输入端；所述忍片U3的反相输入端经电阻R9后接地； 所述忍片U4的正相输入端分两路，一路经电容C4后接地，另一路经电阻R12、电容C3 和电阻R14后与其反相输入端相接，电阻R12与电容C3之间的接线点经电阻R11后与所述 忍片U3的输出端相接；所述忍片U4的反相输入端经电阻R13后接地，所述忍片U4的输出 端为所述二阶低通滤波电路的输出端且其与信号采集电路（3)相接。9. 按照权利要求8所述的测试仪，其特征在于个所述第一信号调理电路（1-2)和Ξ个所述第二信号调理电路（2-2)均为模拟信号调理电路，所述模拟信号调理电路包括偏 置电路和与所述偏置电路相接的比例运算电路，所述比例运算电路与所述二阶低通滤波电 路相接； 所述偏置电路包括忍片U1，所述忍片U1为运算放大器且其正相输入端经电阻R4后接 地；所述忍片U1的反相输入端分Ξ路，一路经电阻R3后与其输出端相接，另一路经电阻R2 后接偏置电压Vin，第Ξ路经电阻R1后与电流互感器（1-1)或电压互感器（2-1)的输出端 相接； 所述比例运算电路包括忍片肥，所述忍片肥为运算放大器且其正相输入端接地；所述 忍片U2的反相输入端分两路，一路经电阻R6后与其输出端相接，另一路经电阻R5后与忍 片U1的输出端相接；所述忍片U2的输出端经电阻R7后与所述二阶低通滤波电路的输入端 相接。10. 按照权利要求9所述的测试仪，其特征在于：所述忍片U1、忍片U2、忍片U3和忍片 U4均为忍片0P07。
【专利摘要】本发明公开了一种介质损耗角正切值测试方法及测试仪，该测试方法包括步骤：一、电流与电压信号采集：对被测试电气设备的工作电流和工作电压分别进行实时检测，并通过信号采集电路进行采集；二、信号处理：按采样先后顺序对各采样时刻采集的电流值和电压值分别进行处理；对任一个采样时刻采集的电流值和电压值进行处理时，包括步骤：201、信号接收及同步存储；202、当前时刻介质损耗角正切值计算：数据组构建和下一采样时刻信号分析处理；该测试仪包括电流检测单元、电压检测单元、信号采集电路和数据处理器。本发明设计合理、实现方便且使用效果好，能简便、快速对被测试电气设备的介质损耗角正切值进行测试，并且实时性好，测试精度高。
【IPC分类】G01R27/26
【公开号】CN105319447
【申请号】CN201510750248
【发明人】付周兴, 童永利, 荆雪, 李卓君, 余杨, 蔡文龙, 刘鹏
【申请人】西安科技大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月6日