1 概述

目前，我國電力系統(tǒng)的電源中性點一般是不直接接地的，所以當線路單相接地時流過故障點的電流實際是線路對地電容產(chǎn)生的電容電流。據(jù)統(tǒng)計，電力系統(tǒng)的故障很大程度是由于線路單相接地時電容電流過大導致起弧且電弧無法自行熄弧引起的。因此，我國的電力規(guī)程規(guī)定當10kV和35kV系統(tǒng)電容電流分別大于30A和10A時，應裝設消弧線圈以補償電容電流，這就要求對的電容電流進行測量以做決定。另外，電力系統(tǒng)的對地電容和PT的參數(shù)配合會產(chǎn)生PT鐵磁諧振過電壓，為了驗證該配電系統(tǒng)是否會發(fā)生PT諧振及發(fā)生什么性質的諧振，也必須準確測量電力系統(tǒng)的對地電容值。

傳統(tǒng)的測量電容電流的方法有單相金屬接地的直接法、外加電容間接測量法等，這些方法都要接觸到一次設備，因而存在試驗危險、操作繁雜，工作效率低等缺點。進而出現(xiàn)了在PT二次側注入信號法測量電網(wǎng)電容電流；與傳統(tǒng)測量方法相比，該方法測量過程中，測試儀無需和一次側直接相連，因而試驗不存在危險性，無需做繁雜的安全工作和等待冗長的調度命令，只需將測量線接于PT的開口三角端子就可以測量出電容電流的數(shù)據(jù)。從PT開口三角處注入的是微弱的異頻測試信號，所以既不會對繼電保護和PT本身產(chǎn)生任何影響，又避開了50Hz的工頻干擾信號。

但是，現(xiàn)有的基于PT二次側注入信號法的測試儀體積及重量較大，便攜性較差不利于測試量較大的工況。另外，此類測試儀對于4PT連接方式的電網(wǎng)，測量精度極低，難以滿足用戶需求；需要改變PT連接方式才能準確測量系統(tǒng)電容電流。

為解決這些問題，我公司在上一代基于PT二次側注入信號法測試儀的基礎上，經(jīng)過重新研發(fā)設計，開發(fā)出新一代產(chǎn)品電容電流測試儀。采用全新硬件結構和速度更快的ARM處理器及AD轉換器，內置全新的全數(shù)字變頻逆變電源，效率高、發(fā)熱量小、體積小、重量輕。與前一代相比，新一代體積和重量都大大減小，更加便于攜帶和現(xiàn)場測試。加入新的測量方法，以解決4PT連接方式電網(wǎng)電容電流測試精度不高的問題。在任何時刻（包括測量過程中）都可準確測量零序3U0電壓，從而便于用戶判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)；并且在測試過程中，如果零序3U0電壓過高可自動停止測量過程。

該測試儀采用工業(yè)彩色液晶屏（強光下可讀）、中文菜單、人機交互更加友好，并且具備U盤存儲和數(shù)據(jù)打印等功能。接線簡單、測試速度快、測試穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)準確性高，大大減輕了試驗人員的勞動強度，提高了工作效率。

2 測量原理

電容電流測試儀是從PT 開口三角側來測量系統(tǒng)的電容電流的。其測量原理如圖1所示。

在圖1中，從PT二次開口三角處注入不同頻率的電流信號（頻率非50Hz，目的是為了消除工頻信號的干擾），在PT高壓側A、B、C三相感應出3個電流方向相同的電流信號，此電流為零序電流，因此它在電源和負荷側均不能流通，只能通過PT和對地電容形成回路，所以圖1又可簡化為圖2。

根據(jù)圖2的物理模型就可建立相應的數(shù)學模型，通過檢測測量信號就可以測量出三相對地電容值3C₀，再根據(jù)公式I=3ωC_OU_φ（U_φ為被測系統(tǒng)的相電壓）計算出系統(tǒng)的電容電流。

3 全自動配網(wǎng)電容電流測試儀FECT-8501C功能及特點

3.1  測量范圍更寬，測試速度更快。

3.2  支持3PT連接方式、兩種4PT連接方式、1PT連接方式現(xiàn)場電容電流測量，以及針對現(xiàn)場4PT連接方式測量不準的情況而提出的電容器組中性點異頻信號注入法。

3.3  工業(yè)級彩色液晶顯示屏，分辨率320×240點陣，強光下可讀。

3.4  人機交互界面更加友好：

(1)對于一些重要的操作及參數(shù)設置，顯示其提示信息和幫助說明。

(2)測量結果及相關參數(shù)顯示和打印更加詳細，便于用戶日后分析。

(3)選擇PT連接方式時，可顯示各種PT連接方式下的接線原理圖，便于用戶判別現(xiàn)場PT連接方式及測試線連接位置。

(4)屏幕頂部狀態(tài)欄實時顯示優(yōu)盤插入狀態(tài)，對未連接的設備進行操作時，顯示相應的未連接提示信息。

3.5  實時測量和顯示零序3U0電壓值，便于用戶判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)；并且，在測量工程中如果發(fā)現(xiàn)零序3U0電壓過高，可自動停止測量過程。

3.6  具備多重零序3U0過壓保護電路，測試儀輸出端可耐受AC100V 50HZ電壓而不損壞。

3.7  內置全數(shù)字變頻逆變電源，具有輸出頻率準確、輸出電流可調、輸出效率高、發(fā)熱量小、體積小、重量輕、長時間工作穩(wěn)定等特點。

3.8  具備輸出短路保護功能。

3.9  具備實時時鐘，可實時顯示當前時間和日期；測量結果包括測量日期及時間。

3.10 測量數(shù)據(jù)存儲方式分為本機存儲和優(yōu)盤存儲，其中本機存儲可存儲測量數(shù)據(jù)150條，并且本機存儲可轉存至優(yōu)盤；優(yōu)盤存儲數(shù)據(jù)格式為Word格式，可直接在電腦上編輯打印。

3.11 熱敏打印機打印功能，快速、無聲。

3.12 體積小、重量輕，方便攜帶使用。

4 全自動配網(wǎng)電容電流測試儀FECT-8501C技術指標

4.1 電容電流測量

4.1.1 測量范圍：0.3μF～200μF  1A～400A

4.1.2 準確度：  ±(讀數(shù)×5%+2字)

4.1.3 分辨率：  0.3～9.999（0.001） 10～99.99（0.01） 100～999.9（0.1）

                ≥1000（1）

4.1.4 電壓等級：0.1KV～99.9KV連續(xù)可調

4.2 零序3U0電壓測量

4.2.1 測量范圍：1V～100V AC 50HZ

4.2.2 準確度：  ±(讀數(shù)×1%+10字)

4.2.3 分辨率：  1～9.999（0.001） 10～99.99（0.01）

4.3 使用條件及外形

4.3.1 工作電源：AC100-240VAC 0.8A, 50/60Hz

4.3.2 儀器重量：4.5Kg

4.3.3 儀器體積：320mm(長)×270mm(寬)×150mm(高)

4.3.4 使用溫度：-10℃～50℃

4.3.5 相對濕度：＜90%，不結露