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异频抗干扰介质损耗测试仪做介质损耗因数tgδ试验方法

发表时间: 2020-10-16 09:42:00

作者: 武汉华顶电力

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介质损耗因数tgδ试验

其原理在前面已经讲过,tgδ是IR / IC的比值,它能反映电介质内单位体积中能量损耗的大小,只与电介质的性质有关,而与其体积大小尺寸均没有关系。因此,tgδ的测试目的,也是能够有效地发现设备绝缘的普遍老化、受潮、脏污等整体缺陷。对小电容设备,如套管、互感器(电容式)也能够发现内部是否存在气隙及固定绝缘开裂等集中性的局部绝缘缺陷。

但要说明一点的是,针对大电容的设备如变压器、电缆等进行tgδ的测量时,只能发现他们的整体分布性缺陷,而其局部集中性的缺陷可能不会被发现;而对于套管、互感器等小电容量的设备,测tgδ能有效地发现其局部集中性和整体分布性的缺陷,详见如下分析。这也是大型变压器不仅要单独测试引出线套管的tgδ,也要测套管连同绕组的介损tgδ,就是因为套管若有缺陷时在整体绝缘良好时不能体现出来。

一般设备的绝缘结构都由多层绝缘、多种材料构成。如局部有缺陷绝缘用C 1 tgδ1表示,其他良好绝缘用C 2tgδ2表示,两部分并联,则有P1 = C 1 tgδ P2 = C 2 tgδ2

而总的损耗为P = U2 ωC tgδ  ①

U、ω一定时,P与C、tgδ有关, → P = C 1 tgδ1 + C 2 tgδ又C = C+ C2

则  C 1 tgδ1 + C 2 tgδ2 = C tgδ

tgδ= (C 1 tgδ1 + C 2 tgδ2)/(C+ C2)   ②

若套管电容C 1= 250PF,tgδ1= 5%           (超差)

而变压器电容C 2= 10000PF,tgδ2= 0.4%      (良好)

从②式可以看出总tgδ= 0.5 %                (合格),可见明显形成了误判断。

设备的选取及常规试验方法:因为精度和灵敏度的原因,测变压器和一般套管的介损时(包括电容式CT),应采用HD6000A光导介损测试仪,而当测试电容式PT电容量和tgδ时,可采用HD6000异频介损测试仪,它介绍了CVT的中压电容C 2 的测试方法,比较方便(自激法)。两者的原理前者是通过比较内部标准回路电流和被试品的电流的幅值及相互的相差,后者是电桥原理,离散傅立叶算法。一般接线形式主要有二种:正接法:适用于测量两相对地绝缘的设备,测试精度较高,如套管和电容式CT的主绝缘tgδ,耦合电容的的tgδ等;反接法:适用于测量一级接地的设备,仪器的外壳必须接地可靠,如变压器连同套管和绕组的tgδ,套管和电容式CT的末屏tgδ等。另外还有自激法,对角接线等,不同的试验设备均有不同的接线形式,取决于现场环境及标准设备。

需要说明的是现场试验时要创造条件,力求测试精度,如主变高低压侧套管的tgδ测试必须要用正接法,应要求安装单位制作测试平台,以达到两极绝缘的条件。

对于CVT中压电容的tgδ测试,应充分理解仪器的操作程序,按照其说明,操作规程进行试验。

交接规程的一般要求及条款:电力变压器:当电压等级为35KV及以上,且容量在8000KVA以上时,应测试tgδ,其tgδ值不应大于产品出厂试验值的130%,对于300MW或600MW机组的厂高变,一般未达到上述要求,交接试验可不作;但一般厂家出厂试验均有该项目的数据,为充分体现对用户负责的思想,建议测试以便比较,但不出试验报告。互感器:规定了20℃下电流互感器(油纸电容式)的tgδ,220KV≤0.6%,330KV≤0.5,500KV≤0.5。其电容与铭牌差值应在±10%之内,只针对主绝缘。而电压互感器只规定了35KV及以上油浸式的tgδ值,35KV的20℃时≤3.5%,35KV以上的不应大于出厂值的130%。套管:现场一般有油纸电容式,20-500KV下,tgδ≤0.7%,电容差值在±10%范围内。说明一点,不管电容式CT还是电容式套管,都会有末屏,应在测主绝缘tgδ之前进行末屏的测绝缘,用2500V摇表,应大于1000MΩ,有的出厂试验也有末屏tgδ值,因此绝缘达不到要求时,应测tgδ以便比较,但是试验电压应控制在2KV。

另外,tgδ值都规定了相应的温度值,是因为温度对tgδ值的影响较大,一般随着温度上升,tgδ值也增大,因此规定了温度换算,一般应校正到20℃时进行与厂家试验数据的比较,换算公式为:

    1. 环境温度高于20℃时,tgδ20 = tgδt / A
    2. 环境温度低于20℃时,tgδ20 = tgδt * A

A:与20℃温差***值不同的换算系数,见规程。

一般操作步骤和注意事项:按常规的HD6000的操作规程与相应的作业指导书相关条款进行操作。试验应良好的天气、环境温度不低于5℃和湿度不大于80%的条件下进行,测试前应测量被试品各电极间的绝缘电阻,必要时对小套管进行清洁和干燥处理。

接地必须牢靠,符合“安规”中高压试验的条款规定,正接法时低压侧的引线也应有绝缘要求,不得与外壳接触。

对于试验电压的大小,前面提到P = U2 ωC tgδ,P与电压有关,良好绝缘的tgδ不会随电压的升高而明显增加,但若有内部缺陷时则tgδ会随电压的升高而明显增加。因此对于试验电压一般为10KV,但对于电容式套管或CT的末屏和电容式电压互感器中压电容的tgδ测试时,则应降低电压标准使用2000V或3000V左右。测变压器的tgδ时应将其他侧短接接地。

对试验结果的分析:应根据厂家出厂试验数据和交规进行综合判断,尤其应注意避免套管末屏的脏污情况,还有环境温度、湿度的影响,经过出厂测试合格的产品若现场测试值差,一般应考虑环境影响和受潮情况。例如湛江奥里油电厂500KV GIS 出线套管的过程防护的重要性和绝缘受潮经烘烤测试合格的情况,说明高压试验不能只关注试验本身,对于安装单位来说,一定要关注产品的全过程。

对于介损测试仪应定期进行检验

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