HDYZ-E氧化锌避雷器带电测试仪测量及补偿原理

1 测量原理

本仪器采用如图1所示的投影法计算基波及各次谐波的阻性电流。

图中：U1 基波参考电压

Ix1p 基波全电流峰值

Ir1p 基波阻性电流峰值 图1 投影法

Ic1p 基波容性电流峰值

Φ 基波全电流超前基波参考电压的角度

计算公式：Ir1p = Ix1p·CosΦ

Ic1p = Ix1p·SinΦ

氧化锌避雷器全电流既含有氧化锌避雷器非线性产生的高次谐波，也含有母线电压谐波产生的高次谐波。与Irp相比Ir1p更加稳定真实；因此建议用Ir1p作为阻性电流指标，Φ和Ir1p均能直观衡量氧化锌避雷器的性能。

采用带有DSP浮点处理单元的高性能、低功耗ARM处理器，运算速度更快、运算精度更高、处理数据量更大；从而可以保证测试数据计算的准确性和稳定性。

2.2 高精度采样滤波电路及数字滤波技术，可滤除现场干扰信号。

2.3 采用浮点快速傅里叶算法，从而实现对基波、谐波电压、电流信号的高精度分析。

2.4 采用工业级5.7寸320×240点阵单色液晶屏，显示清晰，人机界面友好；对于一些重要的操作及参数设置，显示其提示信息和帮助说明；屏幕顶部状态栏可显示各个外设工作状态及测试状态信息。

2.5 可同时测量三相氧化锌避雷器的电气参数，并可自动补偿相间干扰；也可单相测量，支持B相接地的PT二次电压作为参考电压；当被测相与参考电压相别不同时，可自动计算补偿角度。

2.6 提供有线、无线测试方式，无线测试方式操作更加简便、灵活；可大大降低现场测试人员工作强度。

2.7 特有的感应板替代PT二次电压测量技术，使测量更安全快捷。

2.8 电压采集器集成本地显示（128×64点阵OLED液晶屏）及相序检测功能，可显示三相全电压、电压基波、3次、5次、7次谐波有效值、系统频率值及三相电压相位差；便于现场测试人员快速检查电压采集器与PT二次电压输出端子连接情况及三相电压各项参数。

2.9 电压采集器采用双重全数字隔离技术，更加安全可靠。

2.10 交直流两用：内置锂电池供电或者220V交流充电器供电自适应。

2.11 仪器主机和电压采集器内置大容量可充电锂电池，一次充电完成，可持续工作8小时。

2.12 智能电量管理：剩余电量显示、低电量报警、长时间闲置提示、背光自动调节。

2.13 内置实时时钟，可实时显示当前时间和日期；自动记录测试日期及时间。

2.14 测试数据存储方式分为本机存储和优盘存储，本机存储可存储测试数据100条，并且本机存储可转存至优盘；优盘存储可保存测试数据及波形图片，测试数据为TXT格式，波形图片为BMP格式，可直接在电脑上编辑打印。

2.15 内置热敏打印机，可打印测试数据及已保存测试记录；打印内容可选择，从而可以节省打印纸的用量

相间干扰及自动补偿原理

图2 相间干扰

在现场三相同时测试一字排列的氧化锌避雷器时，如图2所示，由于杂散电容的存在，A、C相电流相位都要向B相偏移，一般偏移角度为2°～4°左右；这将使A相φ减小，阻性电流增大，C相φ增大，阻性电流减小甚至为负，这种现象称相间干扰。

解决这一问题的方法是采用自动补偿算法，即仪器内置的“自动边补”功能。假设Ia、Ic无干扰时相位相差为120°，假设B相对A、C相干扰是相同的；测量出Ic超前Ia的角度Φca，A相补偿Φ0a=（Φca-120°）/2，C相补偿Φ0c= -（Φca -120°）/2。这种方法实际上对A、C相阻性电流进行了平均，极有可能掩盖存在的问题。因此建议考核没有进行自动补偿的原始数据（即补偿角度为0°），并考核其变化趋势。