介质损耗试验的原理及应用

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1、介质损耗试验的原理及应用（甘肃送变电工程公司变电施工分公司）论述变电站介质损耗试验的概念及意义，引出介质损耗因数tgδ的定义，介绍介质损耗因数试验原理，测量方法及影响试验结果的因素和解决方法,结合工作实际简述现场试验应注意事项。关键词：介质损耗因数；影响因素；注意事项引言近年来随着电力用户用电量大幅度增高，新型能源供电的加入，特高压交流、直流输电线路建成并投用，将变电站在电网中的地位提升到新的高度，各种电压等级的变电站兴建，变电站内电气一次设备种类的增多。使电气一次设备高压试验显得尤为重要，在众多的电气设备

2、高压试验项目中，介质损耗试验是必不可少的一环。1.介质损耗因数的概念及意义在电场作用下，电气设备在输电过程中有一部分能量转变为其他形式的能量，通常为热能。排除电气设备之间导线连接不紧密、铜铝接触无过渡、输电量过大、户外温度过高等因素，设备发热是由介质损耗引起，所谓介质损耗就是指在电场作用下电介质内部，如果损耗很大，会使电气设备温度升高，导致电气设备绝缘材料发热老化，如果介质温度不断上升，严重时会使电气设备绝缘部分融化、烧焦，丧失绝缘能力，造成击穿，影响变电站正常运行。因此，介质损耗的大小是衡量绝缘性能的一项重要指标。但

3、不同设备由于运行电压、结构尺寸等不同，不能通过介质损耗的大小来衡量对比设备的绝缘性能好坏。因此引入了介质损耗因数tgδ（又称介质损失角正切值）的概念。介质损耗因数的定义为：介质损耗因数tgδ=（P/Q））*100%通过tgδ的定义可以看出tgδ只与材料特性有关，与材料的尺

4、体积无关，这样以来便于不同设备之间进行比较。测量介质损耗因数tgδ是判断电气设备的绝缘状况得一种传统且十分有效的方法。1.介质损耗因数试验的原理测量介质损耗因数的原理分为三种：1）西林电

5、桥是80年代以前广泛使用的现场介损测试仪器。试验吋需配备外部标准电容器，以及10kV升压器及电源控制箱。需要调节平衡，是由：交流阻抗器、转换开关、检流计、高压标准电容器组成。调节R3、C4使电桥平衡，此时a、b两点电压幅值相位相等，R3、C4两端电压相等。由于R4是固定的，频率是50Hz、C4单位为μF时，tgδ=C4,Cn已知因此可以在C4刻度盘上直接读出介损值，通过R3、R4、Cn可以计算Cx与Rx。计算公式为：Rx=（C4/Cn）*R3、Cx=（R4/R3）*Cn2）电流比较仪电桥：电流比较仪电

6、桥的工作原理是采用安匝平衡的原理。由于它测量精度高适合实验室使用，所以这种测量方法在现场不常用。3）数字型高压介损测试：它具有接线简单、自动换算数值，数据可靠、抗干扰能力强等优点，是现在变电站内常用的测试方法。数字式介损测试基本测量原理是基于传统西林电桥的原理上，测量系统通过标准侧R4和被试侧R3分别将流过标准电容器和被试品的电流信号进行高速同步采样，经模数（A/D）转换电路测量得到两组信号波形数据，再经计算处理中心分析，分别得出标准侧和被试侧正弦信号的幅值、相位关系，从而计算出被试品的电容量及介损值。2.介质损耗因数

7、试验的方法利用数字型高压介损测量方法，现场使用时主要有三种方法：正接线法、反接线法、自激法。1）正接法：这种方法对未安装的耦合电容器、小容量电容器比较适用，测量原理是试品不接地，桥体E端接地，在需要屏蔽的场合，E端也可用于屏蔽。2）反接线法：反接线法多用在容量比较大的设备上，比如变压器、。它的测量原理是试品接地，桥体U端接地，E端为高压端，在需要屏蔽的场合，E端也可用于屏蔽。此时桥体处于高电位，R3、C4需通过绝缘杆调节。由于变电站运行后设备是接地的，所以只能选用反接线法，如套管，虽然套管容量不大但是在运行吋末屏接地为

8、了在变电站投运后复测吋得到可参照的数据，在套管安装前建议也使用反接线方法测试。3）自激法：这种测量方式多用在电容式电压互感器，由于电容式电压互感器的分压单元，由于C1和C2连接处是封闭的，不能直接采用正接线测试，如果测量C1和C2的串联值。由于与中间变压器对地电容跟C1和C2形成“T形网络”，如果中间变压器介损较大，可能出现负值。因此应采用自激磁法进行测试。1.影响因素及解决方法影响该项试验结果的原因有多种，在现场常见冇电压、频率、温度、磁场干扰四个方面的原因。1）电压的影响现场试验时会发现随着试验仪器外加电压的上升、

9、下降。会冇测量数据变化的现象。其实外加电压的升高，与tgδ无直接的关系，只是电压上升到某一数值吋，介质的局部放电，造成tgδ增大。因为设备中存在杂质、气泡高电压时会放电，产生附加损耗，使tgδ随着电压的变化而变化。2）频率的影响现场试验吋会发现一定的频率范围内，tgδ随着频率的增加而