異頻介損測(cè)試儀如何測(cè)介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ試驗(yàn)

如何測(cè)電力設(shè)備的介質(zhì)損耗因數(shù)其原理在前面已經(jīng)講過(guò)，tgδ是IR/IC的比值，它能反映電介質(zhì)內(nèi)單位體積中能量損耗的大小，只與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，而與其體積大小尺寸均沒(méi)有關(guān)系。因此，tgδ的測(cè)試目的，也是能夠有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣的普遍老化、受潮、臟污等整體缺陷。對(duì)小電容設(shè)備，如套管、互感器(電容式)也能夠發(fā)現(xiàn)內(nèi)部是否存在氣隙及固定絕緣開(kāi)裂等集中性的局部絕緣缺陷。

但要說(shuō)明一點(diǎn)的是，針對(duì)大電容的設(shè)備如變壓器、電纜等進(jìn)行tgδ的測(cè)量時(shí)，只能發(fā)現(xiàn)他們的整體分布性缺陷，而其局部集中性的缺陷可能不會(huì)被發(fā)現(xiàn);而對(duì)于套管、互感器等小電容量的設(shè)備，測(cè)tgδ能有效地發(fā)現(xiàn)其局部集中性和整體分布性的缺陷，詳見(jiàn)如下分析。這也是大型變壓器不僅要單獨(dú)測(cè)試引出線套管的tgδ，也要測(cè)套管連同繞組的介損tgδ，就是因?yàn)樘坠苋粲腥毕輹r(shí)在整體絕緣良好時(shí)不能體現(xiàn)出來(lái)。

一般設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)都由多層絕緣、多種材料構(gòu)成。如局部有缺陷絕緣用C 1 tgδ1表示，其他良好絕緣用C 2tgδ2表示，兩部分并聯(lián)，則有P1=C 1 tgδ1 P2=C 2 tgδ2

而總的損耗為P=U2 ωC tgδ ①

U、ω一定時(shí)，P與C、tgδ有關(guān)， → P=C 1 tgδ1 + C 2 tgδ2 又C=C1 + C2

則 C 1 tgδ1 + C 2 tgδ2=C tgδ

tgδ=(C 1 tgδ1 + C 2 tgδ2)/(C1 + C2) ②

若套管電容C 1=250PF，tgδ1=5% (超差)

而變壓器電容C 2=10000PF，tgδ2=0.4% (良好)

從②式可以看出總tgδ=0.5 % (合格)，可見(jiàn)明顯形成了誤判斷。

設(shè)備的選取及常規(guī)試驗(yàn)方法：因?yàn)榫群挽`敏度的原因，測(cè)變壓器和一般套管的介損時(shí)(包括電容式CT)，應(yīng)采用光導(dǎo)介損測(cè)試儀，而當(dāng)測(cè)試電容式PT電容量和tgδ時(shí)，可采用異頻介損測(cè)試儀，它介紹了CVT的中壓電容C 2 的測(cè)試方法，比較方便(自激法)。兩者的原理前者是通過(guò)比較內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)回路電流和被試品的電流的幅值及相互的相差，后者是電橋原理，離散傅立葉算法。一般接線形式主要有二種：正接法：適用于測(cè)量?jī)上鄬?duì)地絕緣的設(shè)備，測(cè)試精度較高，如套管和電容式CT的主絕緣tgδ，耦合電容的的tgδ等;反接法：適用于測(cè)量一級(jí)接地的設(shè)備，儀器的外殼必須接地可靠，如變壓器連同套管和繞組的tgδ，套管和電容式CT的末屏tgδ等。另外還有自激法，對(duì)角接線等，不同的試驗(yàn)設(shè)備均有不同的接線形式，取決于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

需要說(shuō)明的是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)要?jiǎng)?chuàng)造條件，力求測(cè)試精度，如主變高低壓側(cè)套管的tgδ測(cè)試必須要用正接法，應(yīng)要求安裝單位制作測(cè)試平臺(tái)，以達(dá)到兩極絕緣的條件。

對(duì)于CVT中壓電容的tgδ測(cè)試，應(yīng)充分理解儀器的操作程序，按照其說(shuō)明，操作規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)。

交接規(guī)程的一般要求及條款：電力變壓器：當(dāng)電壓等級(jí)為35KV及以上，且容量在8000KVA以上時(shí)，應(yīng)測(cè)試tgδ，其tgδ值不應(yīng)大于產(chǎn)品出廠試驗(yàn)值的130%，對(duì)于300MW或600MW機(jī)組的廠高變，一般未達(dá)到上述要求，交接試驗(yàn)可不作;但一般廠家出廠試驗(yàn)均有該項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，為充分體現(xiàn)對(duì)用戶(hù)負(fù)責(zé)的思想，建議測(cè)試以便比較，但不出試驗(yàn)報(bào)告。互感器：規(guī)定了20℃下電流互感器(油紙電容式)的tgδ，220KV≤0.6%，330KV≤0.5，500KV≤0.5。其電容與銘牌差值應(yīng)在±10%之內(nèi)，只針對(duì)主絕緣。而電壓互感器只規(guī)定了35KV及以上油浸式的tgδ值，35KV的20℃時(shí)≤3.5%，35KV以上的不應(yīng)大于出廠值的130%。套管：現(xiàn)場(chǎng)一般有油紙電容式，20-500KV下，tgδ≤0.7%，電容差值在±10%范圍內(nèi)。說(shuō)明一點(diǎn)，不管電容式CT還是電容式套管，都會(huì)有末屏，應(yīng)在測(cè)主絕緣tgδ之前進(jìn)行末屏的測(cè)絕緣，用2500V搖表，應(yīng)大于1000MΩ，有的出廠試驗(yàn)也有末屏tgδ值，因此絕緣達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)測(cè)tgδ以便比較，但是試驗(yàn)電壓應(yīng)控制在2KV。

另外，tgδ值都規(guī)定了相應(yīng)的溫度值，是因?yàn)闇囟葘?duì)tgδ值的影響較大，一般隨著溫度上升，tgδ值也增大，因此規(guī)定了溫度換算，一般應(yīng)校正到20℃時(shí)進(jìn)行與廠家試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，換算公式為：

環(huán)境溫度高于20℃時(shí)，tgδ20=tgδt / A

環(huán)境溫度低于20℃時(shí)，tgδ20=tgδt * A

A：與20℃溫差值不同的換算系數(shù)，見(jiàn)規(guī)程。

一般操作步驟和注意事項(xiàng)：按常規(guī)異頻介損測(cè)試儀的操作規(guī)程與相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)相關(guān)條款進(jìn)行操作。試驗(yàn)應(yīng)良好的天氣、環(huán)境溫度不低于5℃和濕度不大于80%的條件下進(jìn)行，測(cè)試前應(yīng)測(cè)量被試品各電極間的絕緣電阻，必要時(shí)對(duì)小套管進(jìn)行清潔和干燥處理。

接地必須牢靠，符合“安規(guī)”中高壓試驗(yàn)的條款規(guī)定，正接法時(shí)低壓側(cè)的引線也應(yīng)有絕緣要求，不得與外殼接觸。

對(duì)于試驗(yàn)電壓的大小，前面提到P=U2 ωC tgδ，P與電壓有關(guān)，良好絕緣的tgδ不會(huì)隨電壓的升高而明顯增加，但若有內(nèi)部缺陷時(shí)則tgδ會(huì)隨電壓的升高而明顯增加。因此對(duì)于試驗(yàn)電壓一般為10KV，但對(duì)于電容式套管或CT的末屏和電容式電壓互感器中壓電容的tgδ測(cè)試時(shí)，則應(yīng)降低電壓標(biāo)準(zhǔn)使用2000V或3000V左右。測(cè)變壓器的tgδ時(shí)應(yīng)將其他側(cè)短接接地。

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析：應(yīng)根據(jù)廠家出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)和交規(guī)進(jìn)行綜合判斷，尤其應(yīng)注意避免套管末屏的臟污情況，還有環(huán)境溫度、濕度的影響，經(jīng)過(guò)出廠測(cè)試合格的產(chǎn)品若現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試值差，一般應(yīng)考慮環(huán)境影響和受潮情況。