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電氣測試:干擾、噪聲

Paul Swinerd
Megger產品經理


電氣干擾是進行準確測量的一大敵人,這個問題對高壓絕緣測試來說更是嚴重。但是,究竟什么是電氣干擾?它有什么影響及有什么方法可以解決?Megger產品經理Paul Swinerd為您逐一解答。


什么是電氣干擾?

    電氣干擾這個詞是用來形容一連串的現象,最常見的定義是亂真的電氣或電磁能量產生不需要的效果。例如,在音響系統中,不需要的效果可指背景雜聲。在測量系統中,那些不需要的效果最常表現為不準確或不穩定讀數。

    在測量應用中,相鄰設備引起的電壓和電流會造成干擾。這個情況在變電站十分常見,尤其是在高壓變電站,電源頻率產生的干擾最為常見。

干擾有什么影響?

    在絕緣測試中,電氣干擾將一個AC訊號重疊于DC測試電流上,可導致讀數不正常地改變。假若干擾的水平超過儀表可承受的能力,甚至會阻礙儀表取得讀數。很多操作人員將這個問題視為習以為常的事,但其實這個情況是可以避免的。

    其中一個解決方法當然就是完全地關閉相鄰設備,以消除干擾的來源,但這樣做不但會帶來很大代價而且也不方便。更常見的是,干擾導致測試被忽略,這是非常不可取的,因為診斷絕緣測試的目的就是要避免昂貴而且危險的故障。

絕緣測試儀表能夠怎樣處理干擾?
 
    我們可以把抗干擾的設計加入絕緣測試儀表。事實上,所有于歐盟出售的儀表一定要達到EMC于2009年2月生效的最新版本IEC 61326-1的要求。而Megger在英國多佛的生產基地設有自己的EMC實驗室.能確保所有最新的MIT及S1系列5 kV和10 kV的儀表不單只達到這個標準,更符合重型工業使用的要求。

    但是,這樣還是不足夠的。經驗指出,在極端環境例如高壓變電站,儀表會受到遠高于IEC 61326定立的干擾水平的影響。所以,我們不能只注重測試儀表是否符合標準,更需要考慮其抗干擾規格。

抗干擾規格是指什么?

    儀表制造商能輕易說出它們的高壓絕緣測試儀具有高抗干擾能力,但除非它們能明確指出儀表抗干擾的水平,否則這些說法是無價值的。可是,抗干擾能力應該怎樣表達呢?
    一個典型的規格書會說明儀表具有2 mA、50/60 Hz的抗干擾能力,這表示如果在測試電路中引起的工頻干擾電流為2 mA或以下,該儀器將提供準確可靠的讀數。

    指定允許的最大干擾工頻電流實際上是最壞的情況,因為儀表通常結合了電容濾波,當頻率上升時,有效度就會增加,于是儀表的抗干擾能力也隨電流上升。這對于一些情況是非常有用的,例如是當套管上的電暈放電,通常會產生頻率在千赫范圍以內的電氣干擾。

    具有2 mA的抗干擾能力對大多數應用來說是足夠的,但對于極端環境如運作在300千伏以上的變電站,這是不足夠的。針對這類型的應用,Megger生產了高壓絕緣測試儀,不僅結合專門開發的輸入過濾以減少高頻干擾的影響,還應用固件過濾以除去低頻的影響。

    這些儀表在電源頻率具有4 mA的抗干擾能力,并已成功地在世界上一些干擾最強的開關站應用。然而問題依然存在,干擾水平會否超過4 mA呢?若是超過又可以怎樣處理?
    答案是,超過4 mA干擾水平的情況是非常罕見的,但這不代表它們并不存在。例如,當需要很長的測試導線連接到變壓器頂部的套管時,這個時候導線便會成為有效地接收干擾的天線。在這種情況下,最好的方法就是在最初階段采取措施以盡量減少干擾接收。

    另一種有效的方法是使用屏蔽測試導線。在絕緣測試儀和地面之間的短測試導線不足以接收干擾以引起問題,但使用屏蔽測試導線對于需要較長的連接到被測設設備時更加有利。有見及此,Megger為不同的應用提供合適的3米、10米和15米測試導線。
    當使用屏蔽測試導線時,導線的屏蔽物會連接到絕緣測試儀的防護端,這確保干擾電流會被轉移離開測量中的電路以及被略過。防護端也被用于正常的方式以消除泄漏電流的影響。

    重要的是要注意屏蔽只可有效地降低測試導線接收的干擾,若果測試儀器本身接收到干擾,或例如是架空長電纜接收到干擾,使用可以抵抗高干擾的儀器是唯一方法。
    電氣干擾無疑在高壓絕緣測試,尤其是在變電站環境是一個棘手的問題。透過選擇具有高抗干擾能力的儀表,以及在適當情況下使用屏蔽測試導線,便能夠在最具挑戰的情況下進行準確可靠的測量。

怎樣可以減少干擾的影響?

    減少干擾的其中一個最有效方法就是注意測試導線的鋪排,盡可能使用較短的導線,以及將導線拉近已接地的物件,例如變壓器的外殼。
 

 

 

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