一、試驗的目的和意義
1、 電介質(zhì)又稱絕緣介質(zhì),也就是絕緣材料。絕緣材料在電場的作用下,總會流過一定的電流,以發(fā)熱的形式產(chǎn)生能量損耗。在電壓的作用下,電介質(zhì)中產(chǎn)生的損耗稱為介質(zhì)損耗。如果介質(zhì)損耗很多,會使電介質(zhì)溫度升高,促使絕緣材料老化。如果電介質(zhì)溫度不斷上升,將會把電介質(zhì)熔化、燒焦,使其喪失絕緣能力,最終被擊穿。因此,介質(zhì)損耗是反映絕緣介質(zhì)電性能優(yōu)質(zhì)程度的一項重要指標。
2、 介質(zhì)損耗與外加電壓、電源頻率、介質(zhì)電容C和介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ成正比。但是用介質(zhì)損耗P表示介質(zhì)品質(zhì)的優(yōu)劣是不方便的,因為P值和試驗電壓、介質(zhì)尺寸(形狀、大小、厚度等)等因素有關(guān),不同設(shè)備間難以互相比較,因此也不能準確的反映電介質(zhì)的絕緣狀況。而當外加電壓、頻率一定時,介質(zhì)損耗僅與介質(zhì)的等值電容和介質(zhì)損耗因數(shù)有關(guān),對于一定結(jié)構(gòu)及形狀的電介質(zhì),等值電容是定值,因此tanδ就完全反映了介質(zhì)損耗情況,可以用來評價高壓電力設(shè)備的絕緣水平,它是僅取決于材料的特性而與材料尺寸無關(guān)的物理量。所以,在工程上選用介質(zhì)損失角的正切值tanδ來判斷介質(zhì)的品質(zhì),表征電介質(zhì)的損耗大小。
3、 通過測量介質(zhì)損失角的正切值tanδ可以反映出一系列的絕緣缺陷,如絕緣受潮、劣質(zhì)變化或間隙放電等。測量電介質(zhì)的tanδ值,便于定量分析絕緣材料的損耗特性,有利于絕緣材料的分析研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計。
二、試驗原理
1、西林電橋測量tanδ
1)通過調(diào)節(jié)無感電阻R3和可變電容C4,使檢流計中無電流,電橋達到平衡時,可推導(dǎo)出:tanδ=2πfR4C4
2)正接線適合于兩極對地絕緣的被試設(shè)備,因無接地寄生電容的影響,所以測量結(jié)果準確;反接線適合于被試設(shè)備一極接地的情況。
2、智能型抗干擾介損測試儀測量tanδ
1)如上圖所示,儀器測量線路包括一路標準回路和一路被試回路。標準回路由內(nèi)置高穩(wěn)定度標準電容與采樣電路組成,被試回路由被試設(shè)備和采樣電路組成。由計算機對采樣數(shù)據(jù)處理后進行矢量運算,得到標準回路和被試回路的電流幅值及相位關(guān)系,并由此算出被試設(shè)備的電容值Cx和介質(zhì)損失正切值tanδ。
2)測量非接地試品時采用正接法,LV端接地;測量接地試品時采用反接法,HV端接地。
三、試驗接線
試驗前根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,合理擺放試驗設(shè)備并設(shè)置隔離區(qū),防止試驗時有人誤入試驗區(qū)發(fā)生危險。試驗前掌握試驗儀器的操作步驟,根據(jù)被試設(shè)備和儀器的說明選擇正確的接線方式。接線方式根據(jù)被測設(shè)備情況分為正接線和反接線。
1、正接線
被試設(shè)備的低壓側(cè)或二次端對地絕緣時采用此種接法。
1)專用高壓電纜從儀器后側(cè)的HV端引出接被試設(shè)備高壓端。
2)專用低壓電纜從儀器的Cx端引出接被試設(shè)備低壓端;Cx的屏蔽層必須通過面板上的接地插孔接地,Cx的芯線與屏蔽層嚴禁短接,否則無取樣,無法測量。
2、反接法
被試設(shè)備的低壓側(cè)或二次端對地無法絕緣時采用此種接法。
1)專用高壓電纜從儀器后側(cè)的Cx端引出接被試設(shè)備高壓端;注意Cx的芯線與屏蔽層嚴禁短接,否則無取樣,無法測量。屏蔽層應(yīng)接被試品的屏蔽極,若被試品沒有屏蔽極則屏蔽層懸空。
2)HV用專用線連接到面板的接地孔,HV的芯線及屏蔽層接地;被試設(shè)備低壓側(cè)已經(jīng)接地。
四、影響試驗結(jié)果的因素
1、溫度
溫度升高時,在交流電壓作用下設(shè)備的漏電電流增加,tanδ也將相應(yīng)增大。
2、外部干擾
避免干擾的辦法是離開干擾源或者加電場屏蔽。測試儀的電源最好是隔離的獨立電源,避免測試儀工作時,該回路上啟動大功率電氣設(shè)備造成電壓波形的變動。同時也應(yīng)該避免試驗場區(qū)有大電場的存在,比如檢修期間,相鄰的兩臺主變一臺帶電運行,一臺退出檢修,當對檢修的變壓器進行介損測試時,由于受另一臺運行變壓器的影響,變壓器周圍將會產(chǎn)生很大的磁場,對測試結(jié)果會有一定的影響。遇到這種情況,就需要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況加電場屏蔽措施,避免干擾。
五、測量結(jié)果的分析判斷
1、 測試值與標準或規(guī)程的規(guī)定值比較。
2、 測試值與往年試驗值、出廠試驗值、同類型設(shè)備測試值以及同一設(shè)備相間測試值比較,不應(yīng)有明顯變化。
3、 電容量的變化也是判斷絕緣是否受損的參數(shù)之一。例如某變壓器tanδ值符合規(guī)程和標準要求,但測量電容值下降很多,分析原因是由于介電常數(shù)較大的油被介電常數(shù)較小的空氣取代的結(jié)果。經(jīng)檢查,該變壓器套管的油沒有充滿。
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