一种无线测量容性设备介质损耗因数的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线测量容性设备介质损耗因数的方法。
【背景技术】
[0002]绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗叫做介损损耗。如果介质损耗过大，会使电介质温度升高，促使材料发生老化，导致电介质降低或者丧失绝缘能力，引起热击穿，因此介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。在交流电压下，介质损耗常以介质损耗因数(tgS)来表示。
[0003]现有的测试介质损耗因数的方法主要分为两种:(I)常规电桥法:这是一种平衡交流电桥，通过调节低压臂的电阻和电容，使整个装置达到平衡，介损值和电容值可以从仪表盘上读出。具体型号有QSl型等。(2)数字化测量法:它是从介质损耗因数(tgS)的基本定义出发，把tgS的测量问题转化为直接测量电压与电流之间的相角。在实际操作过程中通常是同步采样同一交流电压下的标准电容和被试品的电流信号，然后再进行一些列的数学运算来得到这两路电流的相位差，进而求出介质损耗因数。具体型号有XD6101和AL6000些列等。
[0004]随着电网技术的不断发展，特别是在线监测和带电测量技术的深入应用上面常用的两种方法在实际测量中也有局限性。常规电桥法虽然具有灵敏、准确等优点。但也存在着如下不足:(I)电桥工作电压低，一般为10kV。不适用于现场高电压等级的介损测量；(2)仪器设备笨重，通常放置在试验室测量用，不适用于现场环境；(3)不适于用在带电测量或在线监测中。
[0005]基于数字化测量法的现有仪器或者系统虽然部分解决了上述问题，还可以方便的进行相对介损的带动或者在线测量，但在实际应用中也存在如下不足:(I)由于现有仪器普遍采用光纤或者电缆来传输同步信号，以实现两路电流信号的同步采样，这就需要在现场铺设冗长的光纤或电缆线，而这不仅工程浩大(在线监测需要挖电缆沟)，而且也带来安全上的隐患。(2)系统维护困难，如果光纤或者电缆出现故障，这就需要开挖整个电缆沟，费时费力。(3)可扩展性差，带电测量往往一次只能测量一组试品，效率低下。在线监测系统也只能按照已布线路进行测量，不适合增加对新试品的测量。(4)适应性差，国家电网公司《电力设备带电检测技术规范》相对带电介损测量部分明确指出:相对设备宜选择同相异类设备，单根测试线长度应保证在15米以内。而现实的情况是:同相异类设备距离往往大于15米，现有设备不能满足最佳测量方案。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线测量容性设备介质损耗因数的方法，能一次性测量多个待测容性设备且无需铺设光纤或电缆，大大提高了工作效率。
[0007]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种无线测量容性设备介质损耗因数的方法，其特征在于:提供一现场控制PC，所述现场控制PC设置有第一 3G模块及第一同步模块;还提供若干测量单元，所述测量单元包括一中央处理器，所述中央处理器分别与一 AD转换模块、第二 3G模块、第二同步模块、一 GPS接收模块连接，所述AD转换模块还与一信号放大模块连接，所述信号放大模块与一信号采集模块连接;所述第一 3G模块分别与每一第二3G模块连接，所述第一同步模块分别与每一第二同步模块连接；
所述现场控制PC经第一 3G模块、第二 3G模块对所述中央处理器进行控制及数据的接收与发送;所述信号采集模块用以采集待测容性设备的电流模拟信号;所述信号放大模块及AD转换模块分别将所述电流模拟信号进行放大及将放大后的电流模拟信号转换为电流数字信号并将之传输给所述中央处理器;所述中央处理器经第一 3G模块及第二 3G模块将数据进一步传输给所述现场控制PC;第一 3G模块、第二 3G模块、第一同步模块、第二同步模块及GPS接收模块联合对各测量单元产生一微妙级同步。
[0008]进一步的，所述微妙级同步的具体实现过程如下:
步骤S1:所述现场控制PC通过第一同步模块发出同步信号SI;
步骤S2:所述现场控制PC通过第一 3G模块及第二 3G模块组成的3G网络发出采样命令
Ml；
步骤S3:各测量单元通过所述3G网络接收所述采样信号Ml后，等待同步信号SI的到来；步骤S4:在检测到同步信号SI的上升沿后，各测量单元在进行采样的同时通过读取GPS网络记录下每一次采样的时间；
步骤S5:所述现场控制PC通过所述3G网络发出停止采样命令M2;
步骤S6:各测量单元通过3G网络接收到停止采样命令M2后，将采样得到的数据及采集时间通过3G网络上传给所述现场控制PC;
步骤S7:所述现场控制PC接收完各测量单元上传的数据后，利用测量单元记录的采集时间对各路信号再做一次精确的微妙级同步。
[0009]进一步的，所述信号采集模块为一电流互感器。
[0010]进一步的，所述若干测量单元中包括一基准测量单元，所述基准测量单元的待测容性设备为一标准电容；以所述基准测量单元的数据为基准与其余测量单元的数据进行比对，进行相对介质损耗的分析。
[0011 ]进一步的，所述待测容性设备为电容器、套管或互感器。
[0012]进一步的，还提供若干远程监控PC，所述远程监控PC设置有第三3G模块，所述第三3G模块与所述第一 3G模块连接，实现了远程监控PC的远程监控。
[0013]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:本发明利用无线达到微秒级精度的同步采样技术，可以一次性测量任意多个试品，并集中管理。现场使用方便，大大提高工作效率，而且可以进行一些传统测试无法测量的场合，如高压端在线实时测量等。在测量完成后的数据处理过程中，也可以设定其中一路测量单元的数据做为基准，进行相对介损的分析。
【附图说明】
[0014]图1是本发明结构示意图。
[0015 ]图2是本发明微妙级同步的采集时间示意图。
[0016]图3是本发明一实施例的结构示意图。
[0017]图中:1-系统试验电源;2-试验变压器;3-系统接地;4-测量单元A；5_标准电容;6_第一待测试品；7-测量单元B; 8-测量单元C; 9-第二待测试品；10-主机;11-无线通讯网络。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0019]请参照图1，本发明提供一种无线测量容性设备介质损耗因数的方法，其特征在于:提供一现场控制PC，所述现场控制PC设置有第一 3G模块及第一同步模块;还提供三个测量单元(即图中的测量单元A、测量单元B及测量单元C)，所述测量单元包括一中央处理器，所述中央处理器分别与一 AD转换模块、第二 3G模块、第二同步模块、一 GPS接收模块连接，所述AD转换模块还与一信号放大模块连接，所述信号放大模块与一信号采集模块连接，所述信号采集模块为一电流互感器;所述第一 3G模块分别与每一第二 3G模块连接，所述第一同步模块分别与每一第二同步模块连接;还提供两个远程监控PC，所述远程监控PC设置有第三3G模块，所述第三3G模块与所述第一 3G模块连接，实现了远程监控PC的远程监控。
[0020]所述现场控制PC经第一3G模块、第二 3G模块对所述中央处理器进行控制及数据的接收与发送;所述信号采集模块用以采集待测容性设备的电流模拟信号;所述信号放大模块及AD转换模块分别将所述电流模拟信号进行放大及将放大后的电流模拟信号转换为电流数字信号并将之