信号注入法的原理是从微机测控器中来不断向电网发送异频信号，与此同时接收来自电网的反馈信号，这个期间根据相应等值电路和算法能够计算出电网的对地电容电流数值。当前，中低压配电网线路故障多为单相接地故障，在城市电网建设发展下，电缆线路被广泛的引入到城市电网中，增加了电网电容电流。在单相接地电流超过规定的“10KV”和“35KV”系统电容电流30A和10A的时候，就会产生一种不稳定的间歇性电弧，幅度较高的弧光接地超过电压，最终会对电网中绝缘性能较差的设备带来不利影响，对电网的安全运行带来较大的危害。为了能够规避伤害，在10KV、35KV系统电容电流超过30A和10A的时候，需要相关人员在电网中装设消弧线圈补偿电容电流。
一、基于扫频信号注入法
信号注入法的原理是从微机测控器中来不断向电网发送异频信号，与此同时接收来自电网的反馈信号，结合相应等值电路和算法就能够计算电网的对地电容电流数值，这个期间不会改变消弧圈的匝数和气隙，也不会遭受电网中性点的影响，测试方便，精准度高，稳定性良好，且在技术应用的时候还不会受外界环境的干扰。
基于扫频信号注入法的电容电流测试装置示意图如图一所示。在具体实施操作的时候向消弧线圈的电压互感器低压侧注入一系列的幅度恒定、频率自动改变的信号，并将这个信号作为扫频信号去测量出电网的谐振频率f0，之后根据公式计算出失谐度v和电容电流Ic。一个系统中应用的消弧线圈的电感电流上下限定数值是已知的，由消弧线圈出厂时的参数表提供，系统正常运行的时候，可以通过测量系统谐振频率fo来计算出电容电流，在这个期间不需要额外调整消弧消圈。在图一中，L是消弧线圈，N是系统中性点，在实施操作的时候由扫频电源向消弧线圈PT二次注入频率可以变化的正弦电压信号Up，经过电阻R产生电流Ip，通过不断改变信号频率来使得电网达到谐振的状态。电网在谐振状态下会呈现出如（1）的关系，
fx=1/2π（1）
在公式中fx是电网谐振频率，L是消除线圈的电感量，3C是电网对地总电容。根据电网运行实际情况，失谐度的定义如（2）所示。
V=（Ic-Il）/IC（2）
根据公式（1）和（2）推导出v=1-fx2/f2（3）
f是50Hz的电源频率。经过以上分析总结出，在电容电流测量工作中只需要测量出fx就能够求解出v和Ic。如何精准的测量出电网系统谐振频率fx是扫频法测量电容电流技术的一个重要关键。
图一：基于扫频信号注入法的电容电流测试装置示意图
⦁ 谐振频率测量存在的问题
扫频测量简化电路图如图二所示，在图二中我们发现L是消弧圈感抗，3C是电网对地总电容，R是系统对地电阻。在具体实施操作的时候，三相等效电容和消弧线圈感抗并联的总体抗阻为Z1，设定容抗为Xc，感抗为Xl，得出1/Xc＋1/Xl=1/Z1（4）。假设Z1和R并联形成的等值电阻是Z2，得到1/R＋1/Z1=1/Z2（5）。通过公式（5）得到Z2=R[1/（1＋R/Z1）]（6）。
在Z1数值不断增加的时候，Z2的数值也会伴随增加，系统等效阻抗Z2上的电压会达到最大的状态，即消弧线圈两端的电压达到最大数值，这个时候对应的信号频率为谐振频率fx，通过连续测量比较消弧线圈两边的电压数值能够得到系统谐振频率fx。但是在具体实施操作受系统不平衡电压的影响，系统中性点会出现比较大的位移电压，这个电压工频分量会出现和扫频注入信号的混叠。
图二：扫频测量的简化电路图
⦁ 定频法测量电容电流
文章所提出的定频法测量电容电流技术是通过向PT开口三角侧分别注入不同频率的恒定电流和其他参数，结合PT的等值模型和变化关系，能够计算出线路对地的电容值。电容电流测量原理示意图如图三所示。LA、LB、LC分别是电压互感器三相高压绕组数值，二次绕组La、Lb、Lc会形成开口三角形状，CA、CB、CC是导线三相对地电容。如果开口三角端口注入了一个恒定的电流Io，在开口三角端的一次绕组三相会分别流出电流i1、i2和i3,。但是这三个电流是零序电流，无法在电源和负载之间顺利流通，因而只能够通过电路对地电容来形成一种回路。
结合实际情况文章所选择的测量方式是通过向三相三口三角侧注入两个不同频率电流信号，之后测量获得的整个串联回路的阻抗数值Z1和Z2，和相角θ1和θ2。由此得到w1L=1/w1C=Z1sinθ1（7）和w2L=1/w2C=Z1sinθ1（8），通过整合（7）和（8）公式得到电容C。在线路对电容C较大的时候，容抗Xc会减小，在计算分析的时候如果选择的频率较高，就会出现漏坑大和容坑小的现象。通过测量整个串联回路的阻抗Z数值和角度能够获得电容数值，在Xc小于Xl的情况下，阻抗数值Z和相角微小测量误差会诱发电容值得计算误差。在测算分析时所选择的频率越小，越能够增大Xc和Xl的比重。但是在设定频率的过程中还需要充分考虑PT励磁回路的影响。在综合考虑各个因素之后我们提出猜想的电容电流技术频率数值分别为12Hz和180Hz。在实验进行中使用集中电容代替线路分布电容，使用已经制作好的恒流源电路注入电流信号，实验数据信息如表一和表二所示。将表一和表二的数据信息带入到上面的公式（8）和（9）中得到电容C的计算结果，如表三所示。
图三：测量原理示意图
表一：PT二次侧测量电压
结束语
综上所述，在社会经济的进步发展下，电缆线路被人们广泛的应用到城市配电网中。在用户对电力系统运行安全性、稳定性、可靠性要求提升的情况下，用户对消弧线圈补偿效果的要求也不断提升，现阶段的各个消弧线圈自动补偿装置中所使用的电容电流无法满足用户需求。为了能够更好的满足消弧线圈的补偿效果，需要对配电网的电容电流做出精准的计算。
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