T/CES 144-2022 变压器类产品用频域介电谱测试仪 校验导则

以下是针对《T/CES 144-2022 变压器类产品用频域介电谱测试仪校验导则》的详细总结。这份标准文件由中国电工技术学会提出，旨在规范变压器类产品（如10kV及以上等级变压器和套管）用频域介电谱（FDS）测试仪的校验流程，确保测试仪的准确性和可靠性。总结基于文档的核心内容，结构设计为多个层级（包括主要标题、子标题和列表），以全面覆盖范围、术语、项目、方法、条件、判定等关键部分。总结尽可能详细，保留了文档的技术细节和逻辑框架。

​​1. 文档目的与适用范围​​

• ​​目的​​：提供频域介电谱测试仪的校验指南，确保测试仪在变压器类产品现场测试中的性能准确，包括介质损耗因数、电容等关键参数的测量精度。
• ​​适用范围​​：适用于对10kV及以上电压等级的变压器、套管进行现场频域介电谱测试的仪器校验，不适用于其他类型设备。
• ​​法律依据​​：依据GB/T 1.1-2020《标准化工作导则》起草，并引用多项国家标准（如GB/T 2900.5、GB/T 6587等）作为规范性文件。

​​2. 核心术语和定义​​

文档基于GB/T 2900.5界定了关键术语，确保校验过程的统一理解：

• ​​介质损耗因数（tan δ）​​：复相对电容率的虚部与实部之比的绝对值，反映绝缘材料的能量损耗特性。
• ​​介电响应​​：电介质在外施电压下电容和介质损耗因数随时间和频率变化的特性，分为时域和频域介电响应。
• ​​频域介电谱（FDS）​​：电介质在正弦交流电压下，电容和介质损耗因数随频率（宽频率范围）变化的曲线关系，用于评估绝缘状态。

​​3. 校验项目分类​​

校验分为两类，确保测试仪在整个生命周期中的性能稳定性：

• ​​例行校验​​：每台仪器出厂前或验收时进行，作为出厂合格性检验，必须在正常试验条件下逐个执行。
• ​​定期校验​​：仪器使用过程中定期开展，如年度维护，以监控长期性能。

校验项目分为必须项（●）和可选项（○），具体见表1总结：

​​4. 校验方法和要求​​

校验方法基于第5节，每个项目有具体操作步骤和性能指标：

• ​​外观检查（5.1）​​：
  • 要求：仪器外观完好，按键灵活，接插件可靠，测试端子有功能标注，铭牌信息完整。
  • 方法：目视检查和手动测试。
• ​​测试功能校验（5.2）​​：
  • 要求：软件运行正常，支持接地/非接地试品测试；具备FDS测试功能（显示介质损耗因数、复电容等曲线）；能计算固体绝缘含水量和液体绝缘电导率；支持数据比对分析；宜有电压/电流实时显示和干扰告警功能。
  • 方法：通电后运行测试软件，模拟不同试品连接。
• ​​输出电压和电流校验（5.3）​​：
  • 要求：输出电压峰值偏差≤±5%，频率偏差≤±1%，总谐波畸变率≤5%；最大连续输出电流≥20mA（有效值）。
  • 方法：使用电压表、电流表和频率计测量，参考DL/T 2231-2021。
• ​​频率范围校验（5.4）​​：
  • 要求：频率范围覆盖100mHz~1000Hz，输出频率与设定值误差≤0.5%。
  • 方法：连接试品后，测试多个频率点（如1000Hz至0.01Hz）。
• ​​介质损耗因数范围及精度校验（5.5）​​：
  • 要求：测量范围0~10，分辨率≤0.001%；误差要求：频率在10mHz~100Hz时<1%，频率<10mHz或>100Hz时<2%。
  • 方法：连接标准电容和电阻（见表3），测量多频点tan δ值。
• ​​电容范围及准确度校验（5.6）​​：
  • 要求：电容范围覆盖100pF~100μF，测量偏差<1%。
  • 方法：使用标准电容（如100pF和1000pF），测试多频点电容值。
• ​​电气安全性能校验（5.7）​​：
  • ​​绝缘性能​​：电源端子对机壳绝缘电阻≥2MΩ（500V测试）；高压输出端子对机壳≥50MΩ。
  • ​​介电强度​​：电源电路与外壳间施加工频2000V/1min，无击穿；高压输出端子与外壳间同样测试。
  • ​​保护电路​​：内部电路需防止测试线短路或连接带电设备时的风险。
  • 方法：使用兆欧表和介电强度测试仪。
• ​​抗电磁干扰性能校验（5.8）​​：
  • 要求：仪器在复杂电磁环境下保持精度，具体试验项目见表2总结：
    

    ​​端口​​	​​试验项目​​	​​方法标准​​	​​试验值​​
    外壳	静电放电（ESD）	GB/T 17626.2	接触放电8kV，空气放电15kV
    外壳	射频电磁场辐射	GB/T 17626.3	10V/m (80MHz~1GHz)
    交流电源	脉冲群	GB/T 17626.4	4kV (5/50ns, 100kHz)
    I/O信号	浪涌	GB/T 17626.5	4kV

  • 方法：在屏蔽实验室使用专业干扰源设备测试。
• ​​抗振性能校验（5.9）​​：
  • 要求：经三个轴向振动试验后，仪器无变形、松脱或涂层剥落。
  • 方法：依据GB/T 6587-2012进行振动测试。

​​5. 校验条件和校验器具​​

基于第6节，校验需严格控制环境和设备：

• ​​环境条件（6.1）​​：
  • 温度：20℃~25℃，保持稳定。
  • 湿度：30%~50%。
  • 其他：实验室需电磁屏蔽，避免外界干扰。
• ​​校验用标准器具（6.2）​​：
  • ​​电压、电流和频率测量设备​​：满足GB/T 17215.211-2006要求。
  • ​​标准电容和电阻​​：见表3总结，需高精度（±0.5%）：
    

    ​​名称​​	​​参数​​	​​值​​	​​精度​​	​​备注​​
    标准电容1	电容值	100pF±5%	±0.5%	使用压缩气体绝缘，tan δ≈0
    标准电容2	电容值	1000pF±5%	±0.5%	同上
    标准电阻	电阻值	10GΩ/100GΩ/1TΩ	±0.5%	与电容并联形成标准tan δ参考电路

  • ​​抗干扰装置​​：依据GB/T 17626系列标准选择。

​​6. 校验结果判定​​

基于第7节，校验结果需逐项评估并记录，判定是否符合要求：

• ​​外观判定（7.1）​​：无损伤，功能键正常。
• ​​功能判定（7.2）​​：软件和测试模式运行无误。
• ​​输出电压和电流判定（7.3）​​：峰值、频率和畸变率达标。
• ​​频率范围判定（7.4）​​：100mHz~1000Hz频段偏差<0.5%。
• ​​介质损耗因数判定（7.5）​​：绝对误差≤0.1%，相对误差≤2%（多频点测试）。
• ​​电容判定（7.6）​​：绝对误差<1pF，相对误差<0.5%。
• ​​电气安全性能判定（7.7）​​：绝缘电阻和介电强度测试通过。
• ​​电磁兼容性能判定（7.8）​​：通过所有干扰试验。
• ​​抗振性能判定（7.9）​​：试验后无机械损伤，性能稳定。
• ​​综合判定（7.10）​​：所有项目合格则仪器通过校验；不合格项需维修后复检。记录格式见附录A。

​​7. 附录A：校验记录和评估模板​​

附录A提供资料性模板，用于记录和评估校验结果：

• ​​电压校验记录（表A.1）​​：记录峰值、频率设定值、测量值和偏差。
• ​​频率校验记录（表A.2）​​：覆盖1000Hz至0.01Hz频点，计算频率偏差。
• ​​电容测试评估（表A.3）​​：多频点测量电容值，计算相对误差。
• ​​介质损耗因数测试评估​​：分为绝对误差（表A.4）和相对误差（表A.5），参考标准电容-电阻并联电路。
  该电路用于生成参考tan δ值，曲线示例如图A.1，展示了多个标准组合下的计算值曲线。
  

​​总结结论​​

《T/CES 144-2022》为变压器类产品用频域介电谱测试仪提供了全面的校验框架，涵盖从日常维护（定期校验）到出厂质量控制（例行校验）。通过标准化方法、严格的环境控制和详细的结果判定，确保测试仪在复杂现场条件下（如电磁干扰或振动环境）的测量精度，从而提升变压器绝缘状态评估的可靠性。该标准由多家权威单位（如中国南方电网、上海交通大学等）起草，体现了行业最佳实践。执行时需严格遵循规范性引用文件，并利用附录模板进行系统记录。