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　　摘　要：利用變頻逆變電源配合鉗形電流表構成簡潔、實用電容測試儀，并介紹其技術指標和使用特點。

　　0 引　言

　　現代電力系統中，廣泛采用電容器作為補償負序、濾波、抽壓等裝置。為了增加耐壓和容量，電容器往往采取串并聯的方法，一旦電容串(并)聯連接，對外就呈現出總的容量值，普通的電容測量儀器就無法在線測量出其中某個電容的數值。要想測得某個電容的容量，就要把該電容從并聯系統中拆除下來，實際操作非常復雜，并在恢復時，極易出現保險斷裂和接觸不良的現象，造成電容器系統投入后，差壓保護動作跳閘。基于此，介紹一種實用電容器測試儀。

　　1 電容測試儀原理

　　為了實現不拆線 、模擬在線運行狀態的測量，可 以在母線上( 如圖 1 ，AI 、AI I ) 對并聯 電容施加交流 電 壓 ，然后利用 電流鉗形表分 別測 量每個被測 電容 的電 流，通過公式 X = U /I 計算 出電容的容抗 ;還可以根據公式 R x= X c /t a n ( 9 0 °-q) 計算出電容的損耗( R 是 電容器的電阻，q是施加電壓和電容電流之間的相位角) ，從而判別電容器缺油 、碳化以及受潮等情況。

　　1.1施加電壓

　　根據計算，對于牽引供電系統現在使用的4.51F的電容，要想取得1A的電流，施加的工頻電壓在700V以上，為了保證操作者的人身安全和測試儀器的安全，必須設法降低施加電壓。設計中采用了變頻的方式，如采用100Hz電壓時，對于同一電容器，施加電壓可降低2倍;采用200Hz電壓時，可降低4倍。為了保證電容器測試后，不儲存電荷，施加電壓也不宜過高，選用12V。對1“F電容，在5OHz時的容抗為3.18k12，采用12V電壓時，鉗形表所測得的電流約為4mA。這樣用鉗形表測量4mA電流時，輸出精度就是電容測量的精度。

　　普通電流表要保證測量毫安級電流的準確度是很容易做到的，但對于鉗形電流表來說，卻是非常困難的，要受到鉗口的大小、閉合縫隙以及導線在鉗口中的位置等諸多因素的影響。更為嚴重的是在牽引供電系統諧波的干擾下，一個毫安級鉗形表的空載測量值在2A以上，根本無法在現場應用。要想從改進鉗形表測量精度上保證電容的測量精度，幾乎無法實現。從現場的測試結果來看，鉗形表測量到的主要是2、3次諧波的干擾值，要想消除外界干擾的影響、提高測量準確度也必須避開諧波的影響。 

　　基于以上2方面的考慮，采用變頻正弦逆變電路，頻率30～2000Hz可調，最大電流3A，最高電壓12V交流有效值。

　　1.2電流測量

　　流過被測電容的電流用交流鉗形表測量，首先要求鉗形表的內徑要略大于被測電容引線端子的外徑;其次，在使用200Hz電壓源時，對于1F的電容，所測得的電流也僅為15mA，因此，對鉗形表測量精度的要求也是較高的。同時，為了與單片機配合，鉗形表的電流比可按初級1mA/次級并聯100kO,電阻得到1V電壓選擇。

　　1.3相位測量

　　被測電流與施加電壓之間的相位夾角為9O。，表明被測電容沒有損耗。如果夾角不是9O°，則認為是損耗所致。設計中用10MHz(0.1/zs)脈沖測量相位差，在50Hz被測電流時可以得到0.00005。的精度。據此可方便地計算出電容器的介損和功耗。 

　　1.4現場矯正

　　為消除外界電磁干擾對電容值測量結果的影響，可采用內置標準電容修正。標準電容對外要有適合鉗形表的測量端子，可以在現場環境下，用標準電容的測量值修正實際測量值。

　　2 測試儀結構及使用

　　根據電容測試儀原理擬定測試儀由計算機系統、鉗形表傳感器、標準電容修正系統、電壓輸出單元組成，如圖2所示，該裝置整體重量不足3kg，適合現場攜帶。