一种基于电桥法的电缆介损改进测量电路及方法与流程

本发明属于高压电气试验技术领域，尤其是一种基于电桥法的电缆介损改进测量电路及方法。

背景技术：

介损测量是评估电气设备运行状态的一种试验手段。但是，对于电力电缆而言，由于电缆电容量大、线路长度长，因此，电气参数分布特性显著。由于电气参数的分布性，造成介损测量中会出现误差，误差的来源主要是电缆沿线的电容分布式效应导致的泄漏电流。

西林电桥法是通过配置阻抗，在电桥平衡时比对已知阻抗的电容器测试电缆的复电容率，同时测试电缆的介质损耗。但是，采用传统的西林电桥方法测量介损，由于电缆的电容量很大，对外接电源的容量要求很高，一般现场采用的市电电源容量难以满足要求，必须自备大容量发电设备，现场应用十分不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、集成度高且使用方便的基于电桥法的电缆介损改进测量电路及方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于电桥法的电缆介损改进测量电路，包括变频电源、标准电容、可调无感电阻、无感电阻、可调电容和检流计：所述标准电容和电缆试品电容组成电桥高压臂，所述可调无感电阻、无感电阻和可调电容组成电桥低压臂，该无感电阻和可调电容并联，所述检流计连接在电桥高压臂和电桥低压臂之间，所述变频电源连接在电桥两端，通过可调无感电阻和可调电容调平电桥，在平衡条件电缆介损。

一种基于电桥法的电缆介损改进测量电路的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、将变频电源的输出频率设置为0.1hz，测量近似直流条件下的电缆介损值；

步骤2、分别将变频电源的输出频率设置为1hz和10hz，测量不同频率下的电缆介损值；

步骤3、根据三次的测量结果，绘制电缆介损值随频率的变化曲线，并通过数据拟合的方式，与工频50hz下得到测量结果进行对比。

所述电缆介损值的计算公式为：

tanδ＝ωcxrx＝ωc4r4

其中，

其中tanδ为电缆介损值，ω为变频电源的角频率，r3为可调无感电阻，r4为无感电阻，c4为可调电容，cx为电缆试品电容，rx为电缆试品电阻，cn为标准电容。

本发明的优点和积极效果是：

本发明采用基于变频电源的西林电桥进行电缆测量介损，可以有效降低介损测量所需要的介损容量，方便对电力电缆的介损进行现场测量，同时变频电源的成本越来越低，集成度越来越高，为本发明的推广应用提供了可靠的保证。

附图说明

图1为本发明的测量原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。

一种基于电桥法的电缆介损改进测量电路，如图1所示，包括变频电源t、标准电容cn、可调无感电阻r3、无感电阻r4、可调电容c4和检流计g：所述标准电容cn和电缆试品电容cx组成电桥高压臂，所述可调无感电阻r3、无感电阻r4和电容c4组成电桥低压臂，该无感电阻r4和电容c4并联，所述检流计g连接在电桥高压臂和电桥低压臂之间，所述变频电源t连接在电桥两端，通过可调无感电阻r3和可调电容c4调平电桥，即可通过平衡条件计算cx和电缆介损tanδ。

当满足zxzn＝z3z4时，电桥平衡，

进而计算：

tanδ＝ωcxrx＝ωc4r4

其中ω为变频电源的角频率。此时计算可得在该频率下的电缆介损tanδ值。

由于电缆的介损值会随着电源频率的不同而变化，频率越低，电缆的测量介损值越大，因此，本发明在实施介损测量时，需要固定变频电源的频率。根据实际测算，在实际使用中，采用3档变频测量法比较有效。

一种基于电桥法的电缆介损改进测量方法，包括以下步骤：

首先，将变频电源t的输出频率设置为0.1hz，测量近似直流条件下的电缆介损值tanδ。

电缆介损值tanδ采用前述公式进行计算。

其次，将变频电源t的输出频率设置为1hz和10hz，分别测量不同频率下的电缆介损值tanδ。

电缆介损值tanδ采用前述公式进行计算。

最后，根据三次的测量结果，绘制被测的介损随频率的变化曲线，通过数据拟合的方式，可以与工频50hz下得到测量结果进行对比。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于电桥法的电缆介损改进测量电路及方法，该测量电路包括变频电源、标准电容、可调无感电阻、无感电阻、可调电容和检流计：所述标准电容和电缆试品电容组成电桥高压臂，可调无感电阻、无感电阻和可调电容组成电桥低压臂，该无感电阻和可调电容并联，检流计连接在电桥高压臂和电桥低压臂之间，变频电源连接在电桥两端，通过可调无感电阻和可调电容调平电桥，在平衡条件电缆介损。本发明采用基于变频电源的西林电桥进行电缆测量介损，可以有效降低介损测量所需要的介损容量，方便对电力电缆的介损进行现场测量，同时变频电源的成本越来越低，集成度越来越高，为本发明的推广应用提供了可靠的保证。

技术研发人员：王浩鸣;房晟辰;王荣亮;李琳;宋鹏先;李旭;朱明正;于洋;孟峥峥
受保护的技术使用者：国网天津市电力公司电力科学研究院;国网天津市电力公司;国家电网有限公司
技术研发日：2018.08.24
技术公布日：2019.02.22