介質(zhì)損失角正切值tanδ試驗(yàn)分析

一、試驗(yàn)的目的和意義

1、 電介質(zhì)又稱(chēng)絕緣介質(zhì)，也就是絕緣材料。絕緣材料在電場(chǎng)的作用下，總會(huì)流過(guò)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(chēng)為介質(zhì)損耗。如果介質(zhì)損耗很多，會(huì)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(huì)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(xiàng)重要指標(biāo)。

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?yàn)镻值和試驗(yàn)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(zhǔn)確的反映電介質(zhì)的絕緣狀況。而當(dāng)外加電壓、頻率一定時(shí)，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(duì)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(lái)評(píng)價(jià)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(wú)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(lái)判斷介質(zhì)的品質(zhì)，表征電介質(zhì)的損耗大小。

3、 通過(guò)測(cè)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(cè)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(jì)。

二、試驗(yàn)原理

1、西林電橋測(cè)量tanδ

1）通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)感電阻R3和可變電容C4，使檢流計(jì)中無(wú)電流，電橋達(dá)到平衡時(shí)，可推導(dǎo)出：tanδ=2πfR4C4

2）正接線適合于兩極對(duì)地絕緣的被試設(shè)備，因無(wú)接地寄生電容的影響，所以測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)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(cè)試儀測(cè)量tanδ

1）如上圖所示，儀器測(cè)量線路包括一路標(biāo)準(zhǔn)回路和一路被試回路。標(biāo)準(zhǔn)回路由內(nèi)置高穩(wěn)定度標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算機(jī)對(duì)采樣數(shù)據(jù)處理后進(jìn)行矢量運(yùn)算，得到標(biāo)準(zhǔn)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(cè)量非接地試品時(shí)采用正接法，LV端接地；測(cè)量接地試品時(shí)采用反接法，HV端接地。

三、試驗(yàn)接線

試驗(yàn)前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，合理擺放試驗(yàn)設(shè)備并設(shè)置隔離區(qū)，防止試驗(yàn)時(shí)有人誤入試驗(yàn)區(qū)發(fā)生危險(xiǎn)。試驗(yàn)前掌握試驗(yàn)儀器的操作步驟，根據(jù)被試設(shè)備和儀器的說(shuō)明選擇正確的接線方式。接線方式根據(jù)被測(cè)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(duì)地絕緣時(shí)采用此種接法。

1）專(zhuān)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(zhuān)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(guò)面板上的接地插孔接地，Cx的芯線與屏蔽層嚴(yán)禁短接，否則無(wú)取樣，無(wú)法測(cè)量。

2、反接法

被試設(shè)備的低壓側(cè)或二次端對(duì)地?zé)o法絕緣時(shí)采用此種接法。

1）專(zhuān)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(yán)禁短接，否則無(wú)取樣，無(wú)法測(cè)量。屏蔽層應(yīng)接被試品的屏蔽極，若被試品沒(méi)有屏蔽極則屏蔽層懸空。

2）HV用專(zhuān)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(yàn)結(jié)果的因素

1、溫度

溫度升高時(shí)，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(kāi)干擾源或者加電場(chǎng)屏蔽。測(cè)試儀的電源最好是隔離的獨(dú)立電源，避免測(cè)試儀工作時(shí)，該回路上啟動(dòng)大功率電氣設(shè)備造成電壓波形的變動(dòng)。同時(shí)也應(yīng)該避免試驗(yàn)場(chǎng)區(qū)有大電場(chǎng)的存在，比如檢修期間，相鄰的兩臺(tái)主變一臺(tái)帶電運(yùn)行，一臺(tái)退出檢修，當(dāng)對(duì)檢修的變壓器進(jìn)行介損測(cè)試時(shí)，由于受另一臺(tái)運(yùn)行變壓器的影響，變壓器周?chē)鷮?huì)產(chǎn)生很大的磁場(chǎng)，對(duì)測(cè)試結(jié)果會(huì)有一定的影響。遇到這種情況，就需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況加電場(chǎng)屏蔽措施，避免干擾。

五、測(cè)量結(jié)果的分析判斷

1、 測(cè)試值與標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程的規(guī)定值比較。

2、 測(cè)試值與往年試驗(yàn)值、出廠試驗(yàn)值、同類(lèi)型設(shè)備測(cè)試值以及同一設(shè)備相間測(cè)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(biāo)準(zhǔn)要求，但測(cè)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(méi)有充滿(mǎn)。