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1、第三章 介损、高压介损试验电介质在交流电压作用下，除电导和周期性缓慢极化引起的损耗外，有时可能产生游离损耗，即电晕和局部放电损耗，这些损耗统称为介质损耗。介质损耗因数tg的测量，习惯上简称“介损试验”。 介质损耗因数tg测试 介质损耗因数tg是反映绝缘性能的基本指标之一。介质损耗因数tg反映绝缘损耗的特征参数，它可以很灵敏地发现电气设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。 介质损耗因数tg与绝缘电阻和泄漏电流的测试相比具有明显的优点，它与试验电压、试品尺寸等因素无关，更便于判断电气设备绝缘变化情况。因此介质损耗因数tg为高压电气设备绝缘测试的最基本的试验之一。 介质损耗
2、因数tg可以有效的发现绝缘的下列缺陷： （1）受潮；（2）穿透性导电通道；（3）绝缘内含气泡的游离，绝缘分层、脱壳；（4）绝缘有脏污、劣化老化等。 一、测量原理介质在交流电压作用下的情况如图3-1(a)所示， =R +C R C CX R C C R （a） （b） （c） 图3-1 绝缘介质在交流电压作用下的电路图和相量图（a）电路示意图 (b)等值电路图 (c)相量图通常把绝缘介质看成由一个等值电阻R和一个等值无损耗电容C并联组成的电路，如图3-1（b）所示，通过介质的总电流是由通过R的有功电流R和通过C的无功电流C所组成。R流过电阻R所产生的功率代表全部的介质损耗, R越大,介质损耗越大
3、。由R 、C和所组成的相量图如3-1(c)所示，从图中可以看出R的大小与和C之间的夹角有关，越大，R越大，因此，称为介质损失角。从图中可得出：介质损耗P与介质损失角之间有如下的关系式：R=U/R C=U/XC=CU tg=R /C=1/CR P=UR= UCtg=UCUtg=U2Ctg其中，P绝缘介质中的损耗功率U被试品上的交流电压有效值C被试品电容电源角频率从上述关系式可以看出，通过测量tg值可以反映出绝缘介质损耗的大小。二、测量仪器现场主要用AI6000自动抗干扰精密介质损耗测量仪和2816型自动12KV绝缘测试系统两种仪器进行测量。AI6000一体机应用于现场抗干扰测量，内置了介损电桥、
4、变频电源、试验变压器和标准电容器。采用变频干扰和傅立叶变换全数字处理技术，全自动高度智能化测量，干扰下测量数据非常稳定。测量结果由面板液晶显示屏显示，内置微型打印机可自动打印结果。此仪器的主要特点是能够自动分辨电容、电感、电阻型试品并进行测量。电容型试品则显示CX和tg；采用变频技术，解决了抗干扰问题。其特有的45HZ-55HZ自动双变频测量能在50HZ强干扰环境中直接得出50HZ的结果。数控变频电源，测量电压从500V10V连续设定，仪器自动缓慢升降压，整个测量过程只需要大约1分钟时间。另外，当高压短路、击穿或测试电流波动时，仪器能快速切断高压。仪器设有断电保护，突然断电不会引起过电压。三、
5、测量接线及测试方法1.AI-6000自动抗干扰精密介质损耗测量仪一体机的主要测量接线方式有以下两种：高压 CX接地 试品 开内高压开关正 内 CN -Hz 10KVTest HV-RD 接地 接线一：正接线、内标准电容、内电压（标准正接线）高压 接地 试品 开内高压开关反 内 CN -Hz 10KVTest HV-RD 接地 接地接线二：反接线、内标准电容、内电压（标准反接线）现场根据测量需要，选择合适的接线，正接线方式测量时高压线芯线和屏蔽都可接到CX高压端，此时试品输入CX插座输入试品电流，测试线芯线接CX低压信号端，屏蔽接CX屏蔽端；反接线时高压线芯线接到CX信号端，屏蔽接到CX屏蔽端（
6、无屏蔽试品屏蔽悬空）然后根据该测量方式选择需要的菜单选项。用 键移动光标到相应菜单，用 键修改光标处菜单内容。光标必须停在Test处按启/停键一秒钟以上开始升压测量。不显示 Test项，则表示设置不正确，不允许测量。（菜单项设定好后自动记忆，试验人员不必反复修改菜单）整个测量过程大约需要一分钟时间。测量的任何时候，仪器必须可靠接地，以防外壳带电。紧急情况下应立即关闭“总电源开关”。反接线法适用于一端接地的被试设备，但此方法受外界环境因素及设备表面脏污情况的影响较大。2. 2816型自动12KV绝缘测试系统的接线图如下图所示 接地 HV GROUNDINPUT A INPUT B INPUT C
7、n V EXTERFACE 试 品 按试验接线图接好线，确认安全后，打开2816的主电源，同时注意GRUND灯是否亮；选择模式后，抓住安全开关并按住它，OPERATOR灯亮（能听到一声笛声，若听不到，旋转HIGH VOLTAGE到0%）；按下HV ON 按钮，高压灯亮；此时，模板上有一行时间显示，按RUN键，电容/功率因数将显示测量值；调压到所需电压值，按PRINT键，打印结果；释放安全按钮，降压；再旋转HIGH VOLTAGE到0%，试验结束。利用2816进行试验时需注意以下几点：试品周围必须有醒目的障碍线，试验设备必须离开线并且要标明；在试验接线完之前，接地棒一定要接在高压端头，试验设备还
8、须配备一个安全开关；当在封闭环境里工作时，必须有足够的换气设备，空气中无易燃气体；确信设备良好接地，大多数的试验设备只有在试品地和设备电源电压地连接好后才能提供电压。试验前，决不能不接地；不能超过设备固有的电流、电压限制。四. 影响因素1. 表面影响被试品的表面泄露对绝缘电阻影响很大，对tg的测量也同样如此，影响的程度与被试品的电容量有关。电容量较小的试品，当表面脏污受潮后表面泄露增加，回带来严重的影响，有可能引起误判断。因此，对小电容量的试品，必须注意消除表面泄露的影响；而对大电容量的试品，影响较小。测量中，应除去表面脏污，如遇空气湿度大时，应对表面采取必要的措施，但不宜加屏蔽环，否则将使电
9、场分布改变，会得出错误的测量结果。2. tg的综合（整体）值与个别值的关系一般电气设备的结构是多个部件组成的。各部件的绝缘又是由不同绝缘材料构成的。因此，在对电气设备试验结果分析时，可如实地把设备的绝缘部件看成是由多个介质的等值电路串联、并联、及串并联组成的电路。这样我们所测得设备的tg值，实际上是各部件的等值电路组合后的综合值。经计算可得出：并联后的综合tg必然大于其中最小的，而小于其中最大的，一般可认为，综合tg主要代表并联各元部件中电容量最大者的介质损耗值；串联后的综合tg值介于元件中的最大与最小两个介质损耗角正切值之间，各元件的值相差不大时，他们都将接近于综合值，相差较大时，综合值主要
10、反映串联元件中电容量最小者的介质损耗角正切值；串并联介质电路的综合tg值在两个元件的值之间。五.测量中的异常现象及初步分析六.测量结果的分析判断1. 将试验结果与现行标准进行比较。所测得的tg值不应超过规程规定的标准，如有超过标准，应查明原因。2. 与设备历年（次）试验结果比较。因为一般电器设备都应定期地进行预防性试验，如果设备绝缘在运行过程中没有什么变化，则历次的试验结果都应当比较接近。如果有明显的差异，则说明绝缘可能有缺陷。3. 同一设备相间相互比较。因为同一设备，个相的绝缘情况应当基本一样，如果三相试验结果相互比较差异明显，则说明有异常相的绝缘可能有缺陷。4. 与同类型设备试验结果相互比较。因为同一类型的设备而言，其绝缘结构相同，在相同的运行和气候条件下，其测试结果应大致相同。若悬殊很大，则说明绝缘可能有缺陷。5. 利用tg=f(U)的曲线进行判断。良好的绝缘在击穿电压值以下，随着电压的升高，介质中的有功分量和无功分量都按正比例增大，两者的比值保持不变，因此tg=f(U)为一条水平直线。因此，在不同的试验电压下，测出不同的tg值，并绘出tg=f(U)的曲线，即能判断出绝缘状况。
