一种用于测量电容量的装置、系统、方法及用途与流程

1.本发明涉及测量电变量技术领域，尤其涉及一种用于测量电容量的装置、系统、方法及用途。


背景技术：

2.撰写人检索，检索式为tacd_all:(cvt and上节and电容量)，获得较为接近的现有技术方案如下。
3.申请公布号为cn111239671a，名称为一种测量cvt上节耦合电容的电容量及介损值的方法。考虑上节耦合电容和中节耦合电容均为纯电容，可以采取上节耦合电容与中节耦合电容并联进行测量，因此先运用变频介质损耗测试仪且通过反接线法的方式测量电容并联结构的总电容量及总介质损耗值；再然后采用正接线法单独测量中节耦合电容的电容值及介质损耗值，最后在已知中节耦合电容的电容值及介质损耗值的条件下，运用基于电学关系的理论公式计算得到上节耦合电容的电容量及介质损耗值，确保了科学准确和严谨，同时相对于现有拆引方法，大幅缩减了设备检修成本和电力生产成本，特别适用于500kv及以上的多节电容式电压互感器。
4.申请公布号为cn109901096a，名称为一种电容式电压互感器计量精度在线监测系统和方法。包括同步采集卡、电压变换器、电容式电压互感器和电磁式电压互感器，电容式电压互感器和电磁式电压互感器一次侧均连接到高压母线，二次侧均通过二次电缆连接到电压变换器，两电压变换器连接到同步采集卡，同步采集卡上还连接有环境温度测量模块、环境湿度测量模块和泄露电流测量模块。将电磁式电压互感器作为标准pt和电容式电压互感器分别同时采集电压信号，以标准pt的信号为标准，通过计算得到cvt获取的信号与标准信号之间的比差(幅值和相位)来判断cvt的运行状况，若是误差超过了所设定的允许范围，说明cvt出现问题，需要及时对cvt进行检修或者更换。
5.授权公告号为cn103063931b，名称为500kv cvt多项介损测试系统及其测试方法。包括车载介损测试仪和电容式电压互感器，所述车载介损测试仪包括变压器，变压器有两个输出绕组，输出绕组一的一端串联连接继电器，另一端接地；变压器输出绕组二的一端接地，另一端通过高压真空继电器接至电容式电压互感器。测试系统测量过程自动，一次接线一键操作，完成500kvcvt全部试验项目，有效减少试验用时。通过有效的功能整合，减少体积，减少接线次数，提高工作效率，降低劳动强度，时间缩短2/3，仪器输出两通道，同时完成两个电容测量。
6.结合上述三篇专利文献和现有的技术方案，发明人分析现有技术方案如下。
7.电容式电压互感器cvt，capacitance type voltage transformer，在电力系统中起到为表计、保护装置测量电压，还可以将载波频率耦合到输电线用于长途通信、远方测量、选择性的线路高频保护等。
8.cvt投入运行后，测量cvt上节介损和电容量时，通常采用反接线的方法。反接线从高压输出线采集信号，而由于巨大金属法兰对其它接地部分的杂散电容影响通常会造成
cvt上节介损、电容量测试不准确的问题。
9.现有技术问题及思考：
10.如何解决不能获得杂散电容的电容量的技术问题。


技术实现要素：

11.本发明提供一种用于测量电容量的装置、系统、方法及用途，解决不能获得首检时杂散电容的电容量的技术问题。
12.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案在于如下方面：
13.一种用于测量电容量的装置包括壳体、第一电极、第二电极和绝缘支腿，壳体用于绝缘，绝缘支腿与壳体连接，绝缘支腿用于支撑壳体，第一电极设置在壳体一侧，第一电极用于接测试仪的高压输出线，第二电极设置在壳体另一侧，第二电极用于接测试仪的信号采集线，第一电极与第二电极形成电容测量装置的电容c5，在壳体上开设有通风孔。
14.进一步的技术方案在于：所述壳体为正方体。
15.一种用于测量电容量的方法，基于上述装置，包括测量步骤，测量步骤包括获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，根据正接线法测量获得投运前电容测量装置的电容c5的电容量c
5初始
，根据正接线法测量获得首检时电容测量装置的电容c5的电容量c
5首检
，将电容测量装置的电容c5作为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
。
16.进一步的技术方案在于：在测量步骤中，消除杂散电容c3的干扰，获得首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
。
17.进一步的技术方案在于：在测量步骤中，将电容测量装置投运前的电容量c
5初始
和首检时电容量c
5首检
以及投运前杂散电容c3的电容量c
3初始
代入式(11)，计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
；
18.c
3首检
＝c
3初始
÷
(c
5初始
÷c5首检
)＝(c
3初始
×c5首检
)
÷c5初始
ꢀꢀꢀ
式(11)
19.式(11)中，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
5初始
为投运前本发明的杂散电容测量装置的电容c5的电容量，c
5首检
为首检杂散电容测量装置的电容c5的电容量。
20.进一步的技术方案在于：在测量步骤中，基于正接线法测量获得投运前电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的初始电容量c
11初始
，基于反接线屏蔽法测量获得投运前电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的初始电容量c
4初始
，代入式(1)，计算获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的初始电容量c
3初始
；
21.c
3初始
＝c
4初始-c
11初始
ꢀꢀꢀꢀ
式(1)
22.式(1)中，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
4初始
为投运前电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的电容量，c
11初始
为投运前电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量。
23.进一步的技术方案在于：在测量步骤中，基于反接线屏蔽法测量获得首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的总电容量c
4首检
，代入式(2)计算获得首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
；
24.c
11首检
＝c
4首检-c
3首检
ꢀꢀꢀꢀ
式(2)
25.式(2)中，c
11首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量，c
4首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的电容量，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量。
26.一种用于测量电容量的系统包括测试仪和上述装置以及测量模块，测试仪用于测量电容量，测量模块，用于获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，获得投运前电容测量装置的电容c5的电容量c
5初始
，获得首检时电容测量装置的电容c5的电容量c
5首检
，根据式(11)计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
；
27.c
3首检
＝c
3初始
÷
(c
5初始
÷c5首检
)＝(c
3初始
×c5首检
)
÷c5初始
ꢀꢀꢀ
式(11)
28.式(11)中，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
5初始
为投运前本发明的杂散电容测量装置的电容c5的电容量，c
5首检
为首检时杂散电容测量装置的电容c5的电容量。
29.进一步的技术方案在于：测量模块，还用于获得首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的总电容量c
4首检
，根据式(2)计算获得首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
；
30.c
11首检
＝c
4首检-c
3首检
ꢀꢀꢀꢀ
式(2)
31.式(2)中，c
11首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量，c
4首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的电容量，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量。
32.一种用于测量电容量的装置包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述相应的步骤。
33.一种用途，基于上述装置，以及已知的投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，用于将电容测量装置的电容c5作为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
，消除杂散电容c3的干扰，获得更准确的首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
。
34.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
35.第一，一种用于测量电容量的装置包括壳体、第一电极、第二电极和绝缘支腿，壳体用于绝缘，绝缘支腿与壳体连接，绝缘支腿用于支撑壳体，第一电极设置在壳体一侧，第一电极用于接测试仪的高压输出线，第二电极设置在壳体另一侧，第二电极用于接测试仪的信号采集线，第一电极与第二电极形成电容测量装置的电容c5，在壳体上开设有通风孔。该技术方案，其通过电容测量装置等，进而能够获得杂散电容的电容量。
36.以首检为例，该技术方案，其通过电容测量装置等，进而能够获得首检时杂散电容的电容量。
37.第二，一种用于测量电容量的方法，基于上述装置，包括测量步骤，测量步骤包括获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，根据正接线法测量获得投运前电容测量装置的电容c5的电容量c
5初始
，根据正接线法测量获得首检时电容测量装置的电容c5的电容量c
5首检
，将电容测量装置的电容c5作为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
。该技术方案，基于电容测量装置，将电容测量装置的电容c5作
为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
。
38.第三，一种用于测量电容量的系统包括测试仪和上述装置以及测量模块，测试仪用于测量电容量，测量模块，用于获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，获得投运前电容测量装置的电容c5的电容量c
5初始
，获得首检时电容测量装置的电容c5的电容量c
5首检
，根据式(11)计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
。该技术方案，基于电容测量装置，将电容测量装置的电容c5作为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
。
39.第四，一种用于测量电容量的装置包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述相应的步骤。该技术方案，基于电容测量装置，将电容测量装置的电容c5作为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
。
40.第五，一种用途，基于上述装置，以及已知的投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，用于将电容测量装置的电容c5作为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
，消除杂散电容c3的干扰，获得更准确的首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
。
41.详见具体实施方式部分描述。
附图说明
42.图1是本发明电容测量装置的结构图；
43.图2是本发明实施例3的流程图；
44.图3是本发明中正接线法测量获得c
11初始
的接线图；
45.图4是本发明中反接线屏蔽法测量获得c
4初始
的接线图。
46.其中：
47.1第一不锈钢电极；
48.2第二不锈钢电极；
49.3绝缘板；
50.4绝缘支腿；
51.5通风孔；
52.21高压输出线；
53.22信号采集线；
54.23测试仪；
55.31第一法兰；
56.32第二法兰；
57.33第三法兰；
58.41一次导线。
具体实施方式
59.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下
对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
60.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
61.实施例1：
62.如图1所示，本发明公开了一种用于测量电容量的装置包括壳体、第一电极、第二电极和绝缘支腿，壳体用于绝缘，绝缘支腿与壳体固定连接，绝缘支腿用于支撑壳体，第一电极固定连接在壳体一侧，第一电极用于接测试仪的高压输出线，第二电极固定连接在壳体另一侧，第二电极用于接测试仪的信号采集线，第一电极与第二电极形成电容测量装置的电容c5，在壳体上开设有通风孔。
63.如图1所示，第一电极为由不锈钢板制成的第一不锈钢电极1；
64.第二电极为由不锈钢板制成的第二不锈钢电极2；
65.所述壳体为正方体，壳体上除不锈钢板外其余四面均为由玻璃钢环氧树脂制成的绝缘板3，每面均开四个通风孔5保证装置通风良好。
66.绝缘支腿4固定连接在壳体的底部。
67.实施例1使用说明：
68.如图1所示，用于测量介损、电容量的测试仪23的高压输出线21接第一不锈钢电极1，信号采集线22接第二不锈钢电极2，利用正接线法即可测量两不锈钢极板之间的电容量。
69.实施例2：
70.如图2～图4所示，本发明公开了一种用于测量电容量的方法，基于实施例1的装置包括测量步骤。
71.如图2所示，测量步骤具体划分包括如下步骤：
72.s1投运前，测量获得电容式电压互感器cvt的上节电容的初始电容量和上节总电容的初始电容量以及电容测量装置的电容量，计算获得电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容的初始电容量。
73.如图3所示，基于正接线法，测量获得投运前电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的初始电容量c
11初始
。
74.如图3所示，第一法兰31；第二法兰32；第三法兰33。cvt包括从上至下依次连接的第一法兰31、上节、第二法兰32、中节、第三法兰33和下节。
75.基于正接线法，测量获得投运前电容测量装置的电容c5的电容量c
5初始
。
76.如图4所示，基于反接线屏蔽法，测量获得投运前电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的初始电容量c
4初始
。
77.如图4所示，一次导线41。cvt的第一法兰31经一次导线41接地。
78.将获得的相应数据代入式(1)，计算获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的初始电容量c
3初始
。
79.c
3初始
＝c
4初始-c
11初始
ꢀꢀꢀꢀ
式(1)
80.式(1)中，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电
容量，c
4初始
为投运前电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的电容量，c
11初始
为投运前电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量。
81.s2首检时，测量获得电容测量装置的电容量，计算获得杂散电容的电容量。
82.依据实施例1，测量获得首检时电容测量装置的电容c5的电容量c
5首检
。
83.将电容测量装置的电容c5作为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
，即：
84.将获得的电容测量装置投运前的电容量c
5初始
和获得的首检时电容量c
5首检
以及获得的投运前杂散电容c3的电容量c
3初始
代入式(11)，计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
。
85.c
3首检
＝c
3初始
÷
(c
5初始
÷c5首检
)＝(c
3初始
×c5首检
)
÷c5初始
ꢀꢀꢀ
式(11)
86.式(11)中，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
5初始
为投运前本发明的杂散电容测量装置的电容c5的电容量，c
5首检
为首检杂散电容测量装置的电容c5的电容量。
87.s3首检时，计算获得电容式电压互感器cvt的上节电容的电容量。
88.消除杂散电容c3的干扰，获得首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
，即：
89.基于反接线屏蔽法，测量获得首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的总电容量c
4首检
，代入式(2)计算获得首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
。
90.c
11首检
＝c
4首检-c
3首检
ꢀꢀꢀꢀ
式(2)
91.式(2)中，c
11首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量，c
4首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的电容量，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量。
92.实施例3：
93.本发明公开了一种用于测量电容量的系统包括测试仪和实施例1的装置以及测量模块，测试仪用于测量电容量。
94.测量模块，用于获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，获得投运前电容测量装置的电容c5的电容量c
5初始
，获得首检时电容测量装置的电容c5的电容量c
5首检
，根据式(11)计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
。
95.c
3首检
＝c
3初始
÷
(c
5初始
÷c5首检
)＝(c
3初始
×c5首检
)
÷c5初始
ꢀꢀꢀ
式(11)
96.式(11)中，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
5初始
为投运前本发明的杂散电容测量装置的电容c5的电容量，c
5首检
为首检杂散电容测量装置的电容c5的电容量。
97.其中，测试仪为用于测量介损、电容量的测试仪，测试仪本身为现有技术在此不再赘述。
98.实施例4：
99.实施例4不同于实施例3之处在于测量模块，还用于获得首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的总电容量c
4首检
，根据式(2)计算获得首检时电容式电压互感器cvt的上
节电容c
11
的电容量c
11首检
。
100.本发明公开了一种用于测量电容量的系统包括测试仪和实施例1的装置以及测量模块，测试仪用于测量电容量。
101.测量模块，还用于获得首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的总电容量c
4首检
，根据式(2)计算获得首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
。
102.c
11首检
＝c
4首检-c
3首检
ꢀꢀꢀꢀ
式(2)
103.式(2)中，c
11首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量，c
4首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的电容量，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量。
104.实施例5：
105.本发明公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例2中的步骤。
106.实施例6：
107.本发明公开了一种用途包括：基于实施例1的装置，以及已知的投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，用于将电容测量装置的电容c5作为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
，消除杂散电容c3的干扰，获得更准确的首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
。
108.相对于上述实施例，壳体为长方体，壳体横截面的形状为矩形。
109.相对于上述实施例，本发明可以用于三节的cvt，也可以用于两节的cvt，相应的接线方法本身为现有技术，接线方法相同之处不再赘述。
110.相对于上述实施例，电极由铜片制成。
111.相对于上述实施例，通风孔为多个并均匀分布于壳体的面上。以便本发明的电容测量装置与cvt的测量环境相同，包括温度和湿度。
112.相对于上述实施例，其中的程序模块还可以为采用现有逻辑运算技术制成的硬件模块，实现相应的逻辑运算步骤、通信步骤和控制步骤，进而实现上述相应的步骤，其中的逻辑运算单元为现有技术不再赘述。
113.研发过程：
114.1要解决的技术问题
115.cvt投入运行后，停电测量测量cvt上节介损和电容量时，因为cvt顶端一次导线为接地状态，只能采用反接线的方法测试c
11
的电容量。反接线从高压输出线采集信号，而由于巨大金属法兰对其它接地部分的杂散电容影响通常会造成c
11
电容量测试不准确的问题。
116.2技术方案
117.想要求得c
11首检
。推导思路如下：
118.第一分析步骤，基于正接线法，测量获得投运前电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的初始电容量c
11初始
。
119.如图3所示，在设备投运前cvt顶端为非接地状态，可采用正接线法在第一法兰31处加压，第二法兰32处读取电流的方式精确测试cvt上节的准确电容量c
11初始
。
120.第二分析步骤，基于反接线屏蔽法，测量获得投运前电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的初始电容量c
4初始
。
121.如图4所示，投运前电容式电压互感器cvt的上节总电容c4为投运前电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
与第二法兰32对地的杂散电容c3并联后形成的电容。
122.如图4所示，进一步解释，如果在设备投运前再采取反接线屏蔽法在第二法兰32处加压，再经接地网构成回路测得电流，同时通过信号采集线屏蔽掉下节电容的电流影响，便可测量得出cvt上节电容c
11初始
以及并联的其它对地杂散电容c
3初始
的总电容量c
4初始
。
123.第三分析步骤，计算获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰32对地的杂散电容c3的初始电容量c
3初始
。
124.我们就可以通过这两种测试方法计算得到杂散电容量c
3初始
。
125.c
3初始
＝c
4初始-c
11初始
ꢀꢀꢀꢀ
式(1)
126.式(1)中，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
4初始
为投运前电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的电容量，c
11初始
为投运前电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量。
127.投运前为一种状态，可以在设备投运前的厂房或者施工现场，第一步和第二步的测量步骤中，要求环境相同，或者都是在厂房测量，或者都是在施工现场测量。
128.第四分析步骤，基于反接线屏蔽法，测量获得首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的总电容量c
4首检
。
129.在设备投运后的后期测试中，以cvt带电后首次停电检测，以下简称为首检，为例，因为cvt顶端为非接地状态，测试时只能使用反接线屏蔽法。
130.如图4所示，首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4为首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
与第二法兰32对地的杂散电容c3并联后形成的电容。
131.如图4所示，进一步解释，通过测试仪可以测量首检时cvt上节电容c
11首检
与杂散电容c
3首检
并联总电容量c
4首检
，从测试仪直接读数获得首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的总电容量c
4首检
。
132.第五分析步骤，希望通过用首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的总电容量c
4首检
减去杂散电容c3的电容量c
3首检
获得上节电容c
11
的电容量c
11首检
。
133.进一步解释，用c
4首检
减去c
3首检
就是准确的上节电容c
11首检
的电容量，即
134.c
11首检
＝c
4首检-c
3首检
ꢀꢀꢀꢀ
式(2)
135.式(2)中，c
11首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量，c
4首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的电容量，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量。
136.但测试时间不同，杂散电容c3会发生一定变化，即c
3首检
≠c
3初始
，现有测试手段无法直接得出c
3首检
的值。
137.根据电容量计算公式：
138.c＝ε
×
s/4
×
π
×k×dꢀꢀꢀꢀ
式(3)
139.式(3)中：
140.c——电容量，单位，法拉；
141.ε——介电常数；
142.s——面积，单位，平方米；
143.π——圆周率；
144.k——静电力常量；
145.d——电极间距离，单位，米；
146.已知已经投运cvt投运后周围设备大小和距离不会发生改变，因此s、d为定值；π和k均为常量为固定值。所以，仅有介电常数ε的变化会导致杂散电容c3变化，且为正比关系。
147.第六分析步骤，想办法获得首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，就能够根据第五步中的式(2)计算获得上节电容c
11
的电容量c
11首检
。
148.简接法求c
3首检
：
149.第七分析步骤，基于正接线法，测量获得投运前本发明的杂散电容测量装置的电容c5的电容量c
5初始
；以及获得首检时杂散电容测量装置的电容c5的电容量c
5首检
。
150.如图1所示，发明一种杂散电容测试辅助装置，该装置为正方体，左右两个面为不锈钢板，其余四面均为玻璃钢环氧树脂绝缘板，每面均开四个孔保证装置通风良好。介损、电容量测试仪23的高压输出线21接第一不锈钢电极1，信号采集线22接第二不锈钢电极2，利用正接线法即可测量两不锈钢极板之间的电容量。
151.在设备投运前将该辅助装置与cvt同时测量，将测得的杂散电容测试辅助装置的电容量记为c
5初始
，在首检测试cvt介损、电容量同时测量杂散电容测试辅助装置的电容量记为c
5首检
。则
152.c
5初始
＝ε
初始
×
s/4
×
π
×k×dꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(4)
153.c
5首检
＝ε
首检
×
s/4
×
π
×k×dꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(5)
154.c
3初始
＝ε
初始
×
s/4
×
π
×k×dꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(6)
155.c
3首检
＝ε
首检
×
s/4
×
π
×k×dꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(7)
156.那么，式(4)除以式(5)可得：
157.c
5初始
÷c5首检
＝ε
初始
÷
ε
首检
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(8)
158.式(6)除以式(7)可得：
159.c
3初始
÷c3首检
＝ε
初始
÷
ε
首检
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(9)
160.所以，
161.c
5初始
÷c5首检
＝ε
初始
÷
ε
首检
＝c
3初始
÷c3首检
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(10)
162.则：
163.c
3首检
＝c
3初始
÷
(c
5初始
÷c5首检
)＝(c
3初始
×c5首检
)
÷c5初始
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(11)
164.式(11)中，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
5初始
为投运前本发明的杂散电容测量装置的电容c5的电容量，c
5首检
为首检杂散电容测量装置的电容c5的电容量。
165.第八分析步骤，基于式(11)，计算获得首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3首检
。
166.进一步解释，c
3初始
、c
5初始
为设备投运前利用正接线计算以及测得的杂散电容量以及杂散电容测试辅助装置的电容量，c
5首检
为在首检测试cvt介损、电容量同时测量杂散电容测试辅助装置的电容量，都为已知量，因此可以通过测试和计算简接得到首检时杂散电容c
3首检
的准确值。
167.3有益效果
168.通过间接测量计算可得出较为准确的杂散电容值，从而排除其干扰，使每次测量的上节电容量能更精准、更方便与初始值进行比较。
169.4发明构思
170.发明一种杂散电容测试辅助装置，通过测试c
3初始
、c
5初始
、c
5首检
，计算得到准确杂散电容c
3首检
。进而在使用反接线屏蔽法测量时可以通过式(2)c
11首检
＝c
4首检-c
3首检
计算得准确的上节电容c
11首检
的值。
171.本技术的技术贡献：
172.撰写人与发明人沟通后，项目组认为本项目的技术贡献在于：
173.如图1所示，结构发明，例如实施例1的电容测量装置，用于测量杂散电容，即杂散电容测试辅助装置。
174.如图2所示，方法发明，步骤s1中引入投运前测量获得电容测量装置的电容量，步骤s2中引入首检时测量获得电容测量装置的电容量，计算获得杂散电容的电容量，该方法获得的杂散电容的电容量更准确。
175.进一步的方法发明，步骤s3首检时，计算获得电容式电压互感器cvt的上节电容的电容量，该方法消除杂散电容c3的干扰，获得首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
，更准确。
176.本技术内部运行一段时间后，现场技术人员反馈的有益之处在于：
177.本项目，一种提高cvt上节介损、电容量测试精确度的装置、方法及系统，提高cvt上节介损、电容量测试精确度领域。
178.装置包括壳体、第一电极、第二电极和绝缘支腿，电极用于接测试仪，壳体上有通风孔；方法包括获得投运前电容式电压互感器第二法兰对地的杂散电容的电容量，根据正接线法测量获得投运前电容测量装置的电容量，根据正接线法测量获得首检时电容测量装置的电容量，将电容测量装置的电容作为参考，对比计算获得首检时杂散电容的电容量；系统包括测试仪和上述装置以及测量模块，用途包括用于消除杂散电容的干扰，获得更准确的首检时电容式电压互感器的上节电容的电容量；其通过电容测量装置等，进而能够获得首检时杂散电容的电容量。
179.目前，本发明的技术方案已经进行了中试，即产品在大规模量产前的较小规模试验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已开始着手准备产品正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)。

技术特征：
1.一种用于测量电容量的装置，其特征在于：包括壳体、第一电极、第二电极和绝缘支腿，壳体用于绝缘，绝缘支腿与壳体连接，绝缘支腿用于支撑壳体，第一电极设置在壳体一侧，第一电极用于接测试仪的高压输出线，第二电极设置在壳体另一侧，第二电极用于接测试仪的信号采集线，第一电极与第二电极形成电容测量装置的电容c5，在壳体上开设有通风孔。2.根据权利要求1所述的一种用于测量电容量的装置，其特征在于：所述壳体为正方体。3.一种用于测量电容量的方法，其特征在于：基于权利要求1的装置，包括测量步骤，测量步骤包括获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，根据正接线法测量获得投运前电容测量装置的电容c5的电容量c
5初始
，根据正接线法测量获得首检时电容测量装置的电容c5的电容量c
5首检
，将电容测量装置的电容c5作为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
。4.根据权利要求3所述的一种用于测量电容量的方法，其特征在于：在测量步骤中，消除杂散电容c3的干扰，获得首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
。5.根据权利要求3所述的一种用于测量电容量的方法，其特征在于：在测量步骤中，将电容测量装置投运前的电容量c
5初始
和首检时电容量c
5首检
以及投运前杂散电容c3的电容量c
3初始
代入式(11)，计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
；c
3首检
＝c
3初始
÷
(c
5初始
÷
c
5首检
)＝(c
3初始
×
c
5首检
)
÷
c
5初始
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(11)式(11)中，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
5初始
为投运前本发明的杂散电容测量装置的电容c5的电容量，c
5首检
为首检杂散电容测量装置的电容c5的电容量；在测量步骤中，基于正接线法测量获得投运前电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的初始电容量c
11初始
，基于反接线屏蔽法测量获得投运前电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的初始电容量c
4初始
，代入式(1)，计算获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的初始电容量c
3初始
；c
3初始
＝c
4初始-c
11初始
ꢀꢀꢀꢀ
式(1)式(1)中，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
4初始
为投运前电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
与第二法兰对地的杂散电容c3并联的总电容c4的电容量，c
11初始
为投运前电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量。6.根据权利要求4所述的一种用于测量电容量的方法，其特征在于：在测量步骤中，基于反接线屏蔽法测量获得首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的总电容量c
4首检
，代入式(2)计算获得首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
；c
11首检
＝c
4首检-c
3首检
ꢀꢀꢀꢀ
式(2)式(2)中，c
11首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量，c
4首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的电容量，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量。7.一种用于测量电容量的系统，其特征在于：包括测试仪和权利要求1的装置以及测量模块，测试仪用于测量电容量，测量模块，用于获得投运前电容式电压互感器cvt的第二法
兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，获得投运前电容测量装置的电容c5的电容量c
5初始
，获得首检时电容测量装置的电容c5的电容量c
5首检
，根据式(11)计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
；c
3首检
＝c
a初始
÷
(c
5初始
÷
c
5首检
)＝(c
3初始
×
c
5首检
)
÷
c
5初始
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式(11)式(11)中，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
3初始
为投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量，c
5初始
为投运前本发明的杂散电容测量装置的电容c5的电容量，c
5首检
为首检杂散电容测量装置的电容c5的电容量。8.根据权利要求7所述的一种用于测量电容量的系统，其特征在于：测量模块，还用于获得首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的总电容量c
4首检
，根据式(2)计算获得首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
；c
11首检
＝c
4首检-c
3首检
ꢀꢀꢀꢀ
式(2)式(2)中，c
11首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量，c
4首检
为首检时电容式电压互感器cvt的上节总电容c4的电容量，c
3首检
为首检时电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量。9.一种用于测量电容量的装置包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求3至6中任意一项相应的步骤。10.一种用途，其特征在于：基于权利要求1或2的装置，以及已知的投运前电容式电压互感器cvt的第二法兰对地的杂散电容c3的电容量c
3初始
，用于将电容测量装置的电容c5作为参考，对比计算获得首检时杂散电容c3的电容量c
3首检
，消除杂散电容c3的干扰，获得更准确的首检时电容式电压互感器cvt的上节电容c
11
的电容量c
11首检
。

技术总结
本发明公开了一种用于测量电容量的装置、系统、方法及用途，涉及测量电变量技术领域；装置包括壳体、第一电极、第二电极和绝缘支腿，电极用于接测试仪，壳体上有通风孔；方法包括获得投运前电容式电压互感器第二法兰对地的杂散电容的电容量，根据正接线法测量获得投运前电容测量装置的电容量，及获得首检时电容测量装置的电容量，将电容测量装置的电容作为参考，对比计算获得首检时杂散电容的电容量；系统包括测试仪和上述装置以及测量模块，用途包括用于消除杂散电容的干扰，其通过电容测量装置等，能够获得首检时杂散电容的电容量，从而获得更准确的首检时电容式电压互感器的上节电容的电容量。电容的电容量。电容的电容量。


技术研发人员：刘晓飞 杨凯楠 李强 高岩 赵冀宁 杨世博 胡伟涛 曾雨莲 李连众 贾晓瑜 马雅丽
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/28