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电气测试:干扰、噪声

Paul Swinerd
Megger产品经理


电气干扰是进行准确测量的一大敌人,这个问题对高压绝缘测试来说更是严重。但是,究竟什么是电气干扰?它有什么影响及有什么方法可以解决?Megger产品经理Paul Swinerd为您逐一解答。


什么是电气干扰?

    电气干扰这个词是用来形容一连串的现象,最常见的定义是乱真的电气或电磁能量产生不需要的效果。例如,在音响系统中,不需要的效果可指背景杂声。在测量系统中,那些不需要的效果最常表现为不准确或不稳定读数。

    在测量应用中,相邻设备引起的电压和电流会造成干扰。这个情况在变电站十分常见,尤其是在高压变电站,电源频率产生的干扰最为常见。

干扰有什么影响?

    在绝缘测试中,电气干扰将一个AC讯号重叠于DC测试电流上,可导致读数不正常地改变。假若干扰的水平超过仪表可承受的能力,甚至会阻碍仪表取得读数。很多操作人员将这个问题视为习以为常的事,但其实这个情况是可以避免的。

    其中一个解决方法当然就是完全地关闭相邻设备,以消除干扰的来源,但这样做不但会带来很大代价而且也不方便。更常见的是,干扰导致测试被忽略,这是非常不可取的,因为诊断绝缘测试的目的就是要避免昂贵而且危险的故障。

绝缘测试仪表能够怎样处理干扰?
 
    我们可以把抗干扰的设计加入绝缘测试仪表。事实上,所有于欧盟出售的仪表一定要达到EMC于2009年2月生效的最新版本IEC 61326-1的要求。而Megger在英国多佛的生产基地设有自己的EMC实验室.能确保所有最新的MIT及S1系列5 kV和10 kV的仪表不单只达到这个标准,更符合重型工业使用的要求。

    但是,这样还是不足够的。经验指出,在极端环境例如高压变电站,仪表会受到远高于IEC 61326定立的干扰水平的影响。所以,我们不能只注重测试仪表是否符合标准,更需要考虑其抗干扰规格。

抗干扰规格是指什么?

    仪表制造商能轻易说出它们的高压绝缘测试仪具有高抗干扰能力,但除非它们能明确指出仪表抗干扰的水平,否则这些说法是无价值的。可是,抗干扰能力应该怎样表达呢?
    一个典型的规格书会说明仪表具有2 mA、50/60 Hz的抗干扰能力,这表示如果在测试电路中引起的工频干扰电流为2 mA或以下,该仪器将提供准确可靠的读数。

    指定允许的最大干扰工频电流实际上是最坏的情况,因为仪表通常结合了电容滤波,当频率上升时,有效度就会增加,于是仪表的抗干扰能力也随电流上升。这对于一些情况是非常有用的,例如是当套管上的电晕放电,通常会产生频率在千赫范围以内的电气干扰。

    具有2 mA的抗干扰能力对大多数应用来说是足够的,但对于极端环境如运作在300千伏以上的变电站,这是不足够的。针对这类型的应用,Megger生产了高压绝缘测试仪,不仅结合专门开发的输入过滤以减少高频干扰的影响,还应用固件过滤以除去低频的影响。

    这些仪表在电源频率具有4 mA的抗干扰能力,并已成功地在世界上一些干扰最强的开关站应用。然而问题依然存在,干扰水平会否超过4 mA呢?若是超过又可以怎样处理?
    答案是,超过4 mA干扰水平的情况是非常罕见的,但这不代表它们并不存在。例如,当需要很长的测试导线连接到变压器顶部的套管时,这个时候导线便会成为有效地接收干扰的天线。在这种情况下,最好的方法就是在最初阶段采取措施以尽量减少干扰接收。

    另一种有效的方法是使用屏蔽测试导线。在绝缘测试仪和地面之间的短测试导线不足以接收干扰以引起问题,但使用屏蔽测试导线对于需要较长的连接到被测设设备时更加有利。有见及此,Megger为不同的应用提供合适的3米、10米和15米测试导线。
    当使用屏蔽测试导线时,导线的屏蔽物会连接到绝缘测试仪的防护端,这确保干扰电流会被转移离开测量中的电路以及被略过。防护端也被用于正常的方式以消除泄漏电流的影响。

    重要的是要注意屏蔽只可有效地降低测试导线接收的干扰,若果测试仪器本身接收到干扰,或例如是架空长电缆接收到干扰,使用可以抵抗高干扰的仪器是唯一方法。
    电气干扰无疑在高压绝缘测试,尤其是在变电站环境是一个棘手的问题。透过选择具有高抗干扰能力的仪表,以及在适当情况下使用屏蔽测试导线,便能够在最具挑战的情况下进行准确可靠的测量。

怎样可以减少干扰的影响?

    减少干扰的其中一个最有效方法就是注意测试导线的铺排,尽可能使用较短的导线,以及将导线拉近已接地的物件,例如变压器的外壳。
 

 

 

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