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1、相对介质损耗因数及电容量比值带电测试相对介质损耗因数及电容量比值带电测试20132013年年8 8月月目 录基本概念及测试原理基本概念及测试原理1现场操作方法2数据分析及故障诊断3实训操作与考核42教育教学一. 测量介损和电容量的意义 电容型设备通常是指采用电容屏绝缘结构的设备，例如：电容型电流互感器、电容式电压互感器、耦合电容器、电容型套管等，其数量约占变电站电气设备的 40-50%。这些设备均是通过电容分布强制均压的，其绝缘利用系数较高。 电介质在电压作用下，由于电导和极化将发生能量损耗，统称为介质损耗，对于良好的绝缘而言，介质损耗是非常微小的，然而当绝缘出现缺陷时，介质损耗会明显增大，通
2、常会使绝缘介质温度升高，绝缘性能劣化，甚至导致绝缘击穿，失去绝缘作用。3教育教学n在交流电压作用下，流过介质的电流I由电容电流分量Ic和电阻电流分量IR两部分组成，IR就是因介质损耗而产生的，IR使流过介质的电流偏离电容性电流的角度称为介质损耗角,其正切值tan反映了绝缘介质损耗的大小,并且tan仅取决于绝缘特性而与材料尺寸无关,可以较好地反映电气设备的绝缘状况。此外通过介质电容量C特征参数也能反映设备的绝缘状况，通过测量这两个特征量以掌握设备的绝缘状况。一. 测量介损和电容量的意义4教育教学n电容型设备由于结构上的相似性，实际运行时可能发生的故障类型也有很多共同点，其中有：绝缘缺陷（严重时可
3、能爆炸），包括设计不周全，局部放电过早发生；绝缘受潮，包括顶部等密封不严或开裂，受潮后绝缘性能下降；外绝缘放电，爬距不够或者脏污情况下，可能出现沿面放电；金属异物放电，制造或者维修时残留的导电遗物所引起。一.测量介损和电容量的意义5教育教学n对于上述的几种缺陷类型，绝缘受潮缺陷约占电容型设备缺陷的85%左右，一旦绝缘受潮往往会引起绝缘介质损耗增加，导致击穿。n对于电容型绝缘的设备，通过对其介电特性的监测，可以发现尚处于早期阶段的绝缘缺陷，介损是设备绝缘的局部缺陷中，由介质损耗引起的有功电流分量和设备总电容电流之比，它对发现设备绝缘的整体劣化较为灵敏，如包括设备大部分体积的绝缘受潮，而对局部缺陷
4、则不易发现。n测量绝缘的电容，除了能给出有关可能引起极化过程改变的介质结构的信息（如均匀受潮或者严重缺油）外，还能发现严重的局部缺陷（如绝缘击穿），但灵敏程度也同绝缘损坏部分与完好部分体积之比有关。一.测量介损和电容量的意义6教育教学二.相对测量法及其优势测量方法测量方法绝对测量绝对测量相对测量相对测量7教育教学二.相对测量法及其优势1.1.1.1.绝对测量法绝对测量法绝对测量法绝对测量法 通过串接在被试设备Cx末屏接地线上，以及安装在该母线PT二次端子上的信号取样单元，分别获取被试设备Cx的末屏接地电流信号Ix和PT二次电压信号，电压信号经过高精度电阻转化为电流信号In，两路电流信号经过滤波
5、、放大、采样等数字处理，利用谐波分析法分别提取其基波分量，并计算出其相位差和幅度比，从而获得被试设备的绝对介质损耗因数和电容量。tan= tan(90-)Cx=Icos/U 8教育教学二.相对测量法及其优势2.2.2.2.相对测量法相对测量法相对测量法相对测量法 选选择择一一台台与与被被试试设设备备CXCX并并联联的的其其它它电电容容型型设设备备作作为为参参考考设设备备CnCn，通通过过串串接接在在其其设设备备末末屏屏接接地地线线上上的的信信号号取取样样单单元元，分分别别测测量量参参考考电电流流信信号号ININ和和被被测测电电流流信信号号IxIx，两两路路电电流流信信号号经经滤滤波波、放放大大
6、、采采样样等等数数字字处处理理，利利用用谐谐波波分分析析法法分分别别提提取取其其基基波波分分量量，计计算算出其相位差和幅度比，从而获得被试设备和参考设备的相对介损差值和电容量比值。出其相位差和幅度比，从而获得被试设备和参考设备的相对介损差值和电容量比值。tan= tan1- tan2tan(1-2)= tanCx/Cn=Ix/In 9教育教学二.相对测量法及其优势3.3.3.3.相对测量法的优势相对测量法的优势相对测量法的优势相对测量法的优势 绝对测量法的主要优点是能够直接带电测量电容型设备的介质损耗因数和电容量的绝对值，与传统停电测量的原理和判断标准都较为类似，但由于需要从电压互感器的二次获
7、取电压参考信号，该方法存在以下缺点： （1）测量误差较大，主要由于以下几个方面造成： PT固有角差的影响。根据国家标准对电压互感器的角误差的容许值的规定，对于目前绝大多数0.5级电压互感器来说，使用其二次侧电压作为介损测量的基准信号，本身就可能造成20的测量角差，即相当于0.006的介损测量绝对误差，而正常电容型设备的介质损耗通常较小，仅在0.002-0.006之间，显然这会严重影响检测结果的真实性。 PT二次负荷的影响。电压互感器的测量精度与其二次侧负荷的大小有关，如果PT二次负荷不变，则角误差基本固定不变。由于介损测量时基准信号的获取只能与继电保护和仪表共用一个线圈，且该线圈的二次负荷主要
8、由继电保护决定，故随着变电站运行方式的不同，所投入使用的继电保护会作出相应变化，故PT的二次负荷通常是不固定的，这必然会导致其角误差改变，从而影响介损测试结果的稳定性。 （2）需要频繁操作PT二次端子，增加了误碰保护端子引起故障的几率。10教育教学二.相对测量法及其优势3.3.3.3.相对测量法的优势相对测量法的优势相对测量法的优势相对测量法的优势相对值测量法能够克服绝对值测量法易受环境因素影响、误差大的缺点，因为外部环境（如温度等）、运行情况（如负载容量等）变化所导致的测量结果波动，会同时作用在参考设备和被试设备上，它们之间的相对测量值通常会保持稳定，故更容易反应出设备绝缘的真实状况；同时，
9、由于该方式不需采用PT（CVT）二次侧电压作为基准信号，故不受到PT角差变化的影响操作安全，避免了由于误碰PT二次端子引起的故障。11教育教学n现场进行电容型设备相对介质损耗因数和电容量比值测试需要获得电容型设备的末屏（电流互感器、变压器套管）或者低压端（耦合电容器、电容式电压互感器）的接地电流，但由于电容型设备的末屏（或低压端）大都在其本体上的二次端子盒内或设备内部直接接地，难以直接获取其接地电流，因此需要预先对其末屏（或低压端）接地进行改造，将其引至容易操作的位置，并通过取样单元将其引入到测试主机。三.信号取样方式及其装置Title in here信号取信号取样末屏或低末屏或低压端引下端引
10、下改造改造12教育教学1 1）接线盒型取样单元）接线盒型取样单元三.信号取样方式及其装置 接接线盒型取盒型取样单元串接在元串接在设备的接地引下的接地引下线中，主要功能是提供一个中，主要功能是提供一个电流流测试信信号的引出端子并防止末屏（或低号的引出端子并防止末屏（或低压端）开路，但没有信号端）开路，但没有信号测量功能，量功能，测试时需通需通过测试电缆将将电流引入流引入带电测试仪内部的高精度穿心内部的高精度穿心电流流传感器感器进行行测量，如量，如图4-44-4所示。所示。该型取型取样单元主要由外壳、防开路保元主要由外壳、防开路保护器、放器、放电管、短接管、短接连片及操作刀片及操作刀闸等部件构成，
11、等部件构成，其中短其中短连接片和刀接片和刀闸并接后串接在接地引下并接后串接在接地引下线回路中，平常运行回路中，平常运行时短短连接片和刀接片和刀闸均均闭合，构成双重保合，构成双重保护防止开路，防止开路，测量量时先打开先打开连接片并将接片并将测试线接到接到该接接线柱，拉开柱，拉开小刀小刀闸即可开始即可开始测量。防开路保量。防开路保护器可有效避免因末屏（或低器可有效避免因末屏（或低压端）引下端）引下线开断或开断或测量引量引线损坏或坏或误操作所操作所导致的末屏开路，保致的末屏开路，保证信号取信号取样的安全性。的安全性。1.1.信号取样单元信号取样单元信号取样单元信号取样单元13教育教学三.信号取样方式
12、及其装置简易简易简易简易接线盒型取样单元接线盒型取样单元14教育教学接线盒型取样单元应满足以下要求：n取样单元应采用金属外壳，具备优良的防锈、防潮、防腐性能，且便于安装固定在被测设备下方的支柱或支架上使用；n取样单元内部含有信号输入端、测量端及短接压板等，并应采用多重防开路保护措施，有效防止测试过程中因接地不良和测试线脱落等原因导致的末屏电压升高，保证测试人员的安全，且完全不影响被测设备的正常运行。对于套管类设备的信号取样，应根据被监测设备的末屏接地结构，设计和加工与之相匹配的专用末屏引出装置，并保证其长期运行时的电气连接及密封性能。n对于线路耦合电容器的信号取样，为避免对载波信号造成影响，应
13、采用在原引下线上直接套装穿芯式零磁通电流传感器的取样方式。n回路导线材质宜选用多股铜导线，截面积不小于4mm2，并应在被测设备的末屏引出端就近加装可靠的防断线保护装置。n取样单元应免维护，正常使用寿命不应低于10年。三.信号取样方式及其装置15教育教学2 2）传感器型取样单元）传感器型取样单元三.信号取样方式及其装置 传感器型取样单元可分为无源传感器和有源传感器两种，均采用穿心式取样方式，就近安装在被测电容型设备的末屏（或低压端）接地引下线上，该型取样单元留有标准航空插头的插孔，平常运行时插孔有端盖密封，测量时用带有航空插头的试验引线将被测电流信号变换成电压信号，并引入测试主机进行测量。 无源
14、电流传感器：无源电流传感器：无源电流传感器：无源电流传感器：由于激磁磁势的存在，无源电流传感器测量误差较大。 有源电流传感器有源电流传感器有源电流传感器有源电流传感器采用有源零磁通技术有效提高了小电流传感器检测精度，除了选用起始导磁率较高、损耗较小的特殊合金作铁芯外，还借助电子信号处理技术对铁芯内部的激磁磁势进行全自动的跟踪补偿，保持铁芯工作在接近理想的零磁通状态。 16教育教学传感器型取样单元应满足以下要求：传感器型取样单元应满足以下要求：采用穿心结构，输入阻抗低，能够耐受10A工频电流的作用以及10kA雷电流的冲击。具有完善的电磁屏蔽措施（采用高导磁屏蔽材料），在强电磁场干扰环境下的相位变
15、换精度不应超过0.02度。具有较好的防潮和耐高低温能力。采用即插式标准接口设计，方便操作。三.信号取样方式及其装置17教育教学3 3）接线盒型取样单元的特点）接线盒型取样单元的特点三.信号取样方式及其装置n n接线盒型取样单元的优点：接线盒型取样单元的优点：接线盒型取样单元的优点：接线盒型取样单元的优点：结构简单，价格相对较低便宜；受现场电磁场干扰较小；停电例行试验时，可以通过操作取样单元内的刀闸来断开接地，而无需登高打开压接螺母，操作方便且安全性高；只需要对仪器主机器进行定期校验即可，无需对所有取样单元进行定期校验；电流信号均采用仪器主机的内置的两个高精度传感器进行测量，测试误差可以相互抵消
16、，提高了检测的准确性。n n接线盒型取样单元的缺点：接线盒型取样单元的缺点：接线盒型取样单元的缺点：接线盒型取样单元的缺点：整个末屏（或低压端）接地回路由于串入了刀闸等节点，存在断路风险，给安全运行带来隐患；现场测试时，由于需要操作刀闸断开末屏接地，存在操作不当造成末屏（或低压端）失去接地的风险。18教育教学4 4）传感器型取样单元的特点）传感器型取样单元的特点三.信号取样方式及其装置n n有源传感器型取样单元的优点：有源传感器型取样单元的优点：有源传感器型取样单元的优点：有源传感器型取样单元的优点：穿心电流传感器套在末屏（或低压端）接地线上，整个接地回路上无断点，不会给设备运行带来风险；现场
17、测试接线简单、明了，操作方便。n n有源传感器型取样单元的缺点：有源传感器型取样单元的缺点：有源传感器型取样单元的缺点：有源传感器型取样单元的缺点：由于其内部采用了放大器等电子元器件，其可靠性及寿命稍差；测试系统的定期校验较为困难，需要把每一个取样单元连同试验仪器都进行校验，数量庞大，且传感器安装在现场难以校验；相对于接线盒型，传感器型取样单元在接地引下回路无断开点，停电例行试验工作仍然需要登高打开末屏（或低压端）接地压接螺母，较为不便；由于每台设备的接地电流都通过传感器进行测量，从而引入了更多的测量误差，降低了测量的准确度；带电测试结果异常时，往往需要首先检查传感器是否存在测量问题，影响数据
18、分析和故障诊断的效率。19教育教学三.信号取样方式及其装置1 1 1 1）电流互感器、耦合电容器）电流互感器、耦合电容器）电流互感器、耦合电容器）电流互感器、耦合电容器电流互感器和耦合电容器由于结构简单，其末屏引下线方式也较简单。直接将末屏接地打开，用双绞屏蔽电缆引下至接线盒型取样单元接地或穿过穿芯电流传感器接地。2.2.设备末屏（或低压端）引下方式设备末屏（或低压端）引下方式设备末屏（或低压端）引下方式设备末屏（或低压端）引下方式20教育教学首选接线方式错误接线方式取样单元取样单元错误错误两点接地，两接地点之间有连接片单点接地，测量CT捕获所有信号取样单元两点接地，测量CT捕获大部分信号备选
19、接线方式正确正确正确正确三.信号取样方式及其装置2 2 2 2）电容式电压互感器（）电容式电压互感器（）电容式电压互感器（）电容式电压互感器（CVTCVTCVTCVT）21教育教学三.信号取样方式及其装置3 3 3 3）变压器套管）变压器套管）变压器套管）变压器套管外置式：外置式：外置式：外置式：套管末屏抽头的导杆外露（可见，且带有M6或M8螺纹），直接通过金属连片或金属导线进行接地，自身具备密封性能。 内置式：内置式：内置式：内置式：套管末屏抽头隐藏在金属帽内（不可见），通过金属帽内部的卡簧或顶簧接地开展带电测试时需要安装专门设计的末屏适配器。 常接地式：常接地式：常接地式：常接地式：套管末
20、屏抽头隐藏在金属帽内（不可见），抽头导杆上带有弹簧接地套筒（只有向内按动时方可打开接地连接），需要安装专门设计的末屏适配器。22教育教学n n变压器套管末屏适配器通变压器套管末屏适配器通变压器套管末屏适配器通变压器套管末屏适配器通常有两种：常有两种：常有两种：常有两种：内部含有传感器。测试引线通过末屏帽将电流信号引出。另一种内部不含传感器的，把末屏抽头可靠引出并保持密封性能，且要求在末屏引出端就近加装放开路（断线）保护器。 三.信号取样方式及其装置23教育教学四、相对介质损耗因数的测量原理 过零点时差法 过零点电压比较法 正弦波参数法 高阶正弦拟合法 相关函数法 谐波分析法24教育教学硬硬硬硬
21、件件件件法法法法易易受受到到谐谐波波干干扰扰、零零漂漂等等因因素素的的影影响响，对对信信号号进进行行预预处处理理以以满满足足测测量量条条件件，会会增增加加硬硬件件处处理理环环节节而而带带来来设设计计、累累计计误误差差等等问问题；题；高高高高阶阶阶阶正正正正弦弦弦弦拟拟拟拟合合合合法法法法由由于于其其自自身身固固有有的的特特点点，导导致致计计算算量量过过大大不不适适合合于在线监测系统于在线监测系统相相相相关关关关分分分分析析析析法法法法可可满满足足计计算算精精度度，又又可可以以简简化化硬硬件件的的设设计计，计计算算量量也也适中，但需经滤波消噪环节进行信号处理；适中，但需经滤波消噪环节进行信号处理
22、；正正正正弦弦弦弦波波波波参参参参数数数数法法法法要要求求整整周周期期采采样样，并并且且无无法法克克服服电电网网谐谐波波和和噪噪声声带带来的影响来的影响谐谐谐谐波波波波分分分分析析析析法法法法虽虽也也要要求求整整周周期期采采样样，但但可可以以避避免免因因电电网网高高次次谐谐波波对对信信号号的的影影响响而而造造成成的的误误差差, ,由由于于该该算算法法的的这这种种特特点点，使使其其能能够够满满足足实际系统的要求。实际系统的要求。 四、相对介质损耗因数的测量原理25教育教学四、相对介质损耗因数的测量原理传传传传感感感感器器器器分分分分别别别别测测测测量量量量流流流流经经经经两两两两个个个个试试试试
23、品品品品的的的的信信信信号号号号将将将将获获获获得得得得的的的的模模模模拟拟拟拟信信信信号号号号转转转转化化化化为数字信号为数字信号为数字信号为数字信号用用用用数数数数字字字字频频频频谱谱谱谱分分分分析析析析求求求求出出出出两两两两个个个个信信信信号号号号的的的的基基基基波波波波通通通通过过过过基基基基波波波波相相相相位位位位比比比比较较较较求求求求出出出出介介介介质质质质损损损损耗耗耗耗因因因因数数数数谐波分析法测量原理谐波分析法测量原理谐波分析法测量原理谐波分析法测量原理26教育教学目 录基本概念及测试原理1现场操作方法现场操作方法2数据分析及故障诊断3实训操作与考核427教育教学一、带电
24、检测仪器的构成及工作原理 电容型设备介质损耗因数和电容量带电测试系统一般由取样单元、测试引线和主机等部分组成。取样单元用于获取电容型设备的电流信号或者电压信号；测试引线用于将取样单元获得的信号引入到主机；主机负责数据采集、处理和分析。1.仪器组成仪器组成28教育教学n被测电流信号Ix和In在经过高精度穿心式电流传感器后，变换为电压信号，然后通过自适应程控放大器对其幅度大小进行调理，并经过多级低通滤波器消除高次谐波分量，最终经高精度模数转换器（AD）对这两路信号进行数字化处理，通过全数字化的谐波分析法求取基波信号的幅值和相位，从而计算出相对介质损耗因数和电容量比值等参量。一、带电检测仪器的构成及
25、工作原理2.工作原理工作原理29教育教学二、基本功能及性能指标1.1.基本功能基本功能在不影响电容型设备正常运行的条件下，能够带电检测设备的介质损耗因数和电容量比值。取样单元串接在电容型设备接地线上，应具备必要的保护措施（如二极管和放电间隙），以防止意外（如测量引线断开）导致设备末屏开路，并能够承受过电压的冲击。取样单元盒上应标有明确的接线操作方法；信号采集应采用内置式高精度穿心式传感器；提供绝对测量法和相对测量法两种测量模式，现场使用操作灵活、方便；主机内置大功率蓄电池，充满电后至少能够连续工作6小时以上；主机具有测试数据存储、查询和分析的功能。30教育教学二、基本功能及性能指标3.3.技术
26、指技术指标标2.2.环境适应能力环境适应能力环境温度：-10+55；环境相对湿度：0%85%；大气压力：80kPa110kPa。检测参数参数测量范量范围测量量误差要求差要求电流信号流信号1mA1mA1000mA1000mA（标准准读数数0.5%+0.1mA0.5%+0.1mA）电压信号信号3V3V300V300V（标准准读数数0.5%+0.1V0.5%+0.1V）介介质损耗因数耗因数-1-11 1（标准准读数数绝对值0.5%+0.0010.5%+0.001）电容量容量100pF100pF50000pF50000pF（标准准读数数0.5%+1pF0.5%+1pF）31教育教学三、现场测试应满足的
27、要求1.人员要求熟悉电容型设备介质损耗因数和电容量检测的基本原理、诊断程序和缺陷定性的方法，了解电容型设备带电检测仪的工作原理、技术参数和性能，掌握带电检测仪的操作程序和使用方法；了解各类电容型设备的结构特点、工作原理、运行状况和设备故障分析的基本知识；熟悉本标准，接受过电容型设备介质损耗因数和电容量带电测试的培训，并经相关机构培训合格；具有一定的现场工作经验，熟悉并能严格遵守电力生产和工作现场的相关安全管理规定。32教育教学2.安全要求应严格执行国家电网安监2009664号国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）试行的相关要求；带电检测过程中，按照安规要求应与带电设备保持足够的安全距离。应有
28、专人监护，监护人在检测期间应始终行使监护职责，不得擅离岗位或兼职其他工作；防止设备末屏开路。取样单元引线连接牢固，符合通流能力要求；试验前应检查电流测试引线导通情况；测试结束保证末屏可靠接地。从电压互感器获取二次电压信号时应防止短路。带电检测测试专用线在使用过程中，严禁强力生拉硬拽或摆甩测试线，防止误碰带电设备。三、现场测试应满足的要求33教育教学3.3.检测条件要求检测条件要求避免雨、雪、雾、露等湿度大于85%的天气条件对电容型设备外表面的影响；在电容型设备上无其他各种外部作业；设备外表面应清洁、无覆冰等。三、现场测试应满足的要求4.4.检测周期检测周期设备投运后一个月进行一次介质损耗因数和
29、电容量的带电测试，记录作为初始数据；正常运行时，每年进行一次；对存在异常的电容型设备，如该异常不能完全判定，应根据电容型设备的运行工况，缩短检测周期。34教育教学35测量数字化状态可视化控制网络化功能一体化信息互动化四、参考设备的选择 选选择择合合适适的的参参考考设设备备对对于于电电容容型型设设备备带带电电检检测测至至关关重重要要，应应遵遵循循以下原则：以下原则：采用相对值比较法，基准设备一般选择停电例行试验数据比较稳定的设备；宜选择与被试设备处于同一母线或直接相连母线上的其它同相设备，宜选择同类型电容型设备；如同一母线或直接相连母线上无同类型设备，可选择同相异类电容型设备；双母线分裂运行的情
30、况下，两段母线下所连接的设备应分别选择各自的参考设备进行带电检测工作；选定的参考设备一般不再改变，以便于进行对比分析。35教育教学测量数字化状态可视化控制网络化功能一体化信息互动化五、现场带电检测流程及注意事项1.1.工作前准备工作前准备工作前应办理变电站第二种工作票，并编写电容型设备带电检测作业指导书、现场安全控制卡和工序质量卡；试验前应详细掌握被试设备和参考设备历次停电试验和带电检测数据、历史缺陷、家族性缺陷、不良工况等状态信息；准备现场工作所使用的工器具和仪器仪表，必要时需要对带电检测仪器进行充电。36教育教学测量数字化状态可视化控制网络化功能一体化信息互动化2.2.测试前准备测试前准备
31、带电检测应在天气良好条件下进行，确认空气相对温度应不大于80%。环境温度不低于5，否则应停止工作；选择合适的参考设备，并备有参考设备、被测设备的停电例行试验记录和带电检测试验记录；核对被试设备、参考设备运行编号、相位，查看并记录设备铭牌；使用万用表检查测试引线，确认其导通良好，避免设备末屏或者低压端开路；开机检查仪器是否电量充足，必要时需要使用外接交流电源。五、现场带电检测流程及注意事项37教育教学测量数字化状态可视化控制网络化信息互动化3.接线与测试将带电检测仪器可靠接地，先接接地端再接仪器端，并在其两个信号输入端连接好测量电缆；打开取样单元，用测量电缆连接参考设备取样单元和仪器In端口，被
32、试设备取样单元和仪器Ix端口。按照取样单元盒上标示的方法，正确连接取样单元、测试引线和主机，防止在试验过程中形成末屏开路；打开电源开关，设置好测试仪器的各项参数；正式测试开始之前应进行预测试，当测试数据较为稳定时，停止测量，并记录、存储测试数据；如需要，可重复多次测量，从中选取一个较稳定数据作为测试结果；测试数据异常时，首先应排除测试仪器及接线方式上的问题，确认被测信号是否来自同相、同电压的两个设备，并应选择其他参考设备进行比对测试。五、现场带电检测流程及注意事项38教育教学4.4.记录并拆除接线记录并拆除接线测试完毕后，参考设备侧人员和被试设备侧人员合上取样单元内的刀闸及连接压板。仪器操作人
33、员记录并存储测试数据、温度、空气湿度等信息；关闭仪器，断开电源，完成测量；拆除测试电缆，应先拆设备端，后拆仪器端；恢复取样单元，并检查确保设备末屏或低压端已经可靠接地；拆除仪器接地线，应先拆仪器端，再拆接地端。五、现场带电检测流程及注意事项39教育教学5.5.其它注意事项其它注意事项采用同相比较法时，应注意相邻间隔带电状况对测量的影响，并记录被试设备相邻间隔带电与否；采用相对值比较法，带电检测单根测试线长度应保证在15米以内。对于同一变电站电容型设备带电检测工作宜安排在每年的相同或环境条件相似的月份，以减少现场环境温度和空气相对湿度的较大差异带来数据误差。五、现场带电检测流程及注意事项40教育
34、教学目 录基本概念及测试原理1现场操作方法2数据分析及故障诊断数据分析及故障诊断3实训操作与考核441教育教学测量数字化一、试验数据分析方法1 1、纵向比较：、纵向比较：对于同一参考设备，电容型设备带电测试应符合下表中的规定。2 2、横向比较：、横向比较：处于同一单元的三相电容型设备，其带电测试结果的变化趋势不应有明显差异；电力设备带电检测技术规范电力设备带电检测技术规范（试行）中关于电容型设备带电检测的标准（试行）中关于电容型设备带电检测的标准被被试设备测试项目目要求要求电容型套管容型套管电容型容型电流互感器流互感器电容式容式电压互感器互感器耦合耦合电容器容器相对介质损耗因数（1）正常：变化
35、量0.003（2）异常：变化量0.003且0.005（3）缺陷：变化量0.005相对电容量比值（1）正常：初值差5（2）异常：初值差5且20（3）缺陷：初值差2042教育教学3、必要时，以参考设备停电试验结果为依据，依照以下公式可换算出介损及电容量绝对值，即： tanX0 =（tanX-tanN）+ tanN0，CX0 =CX/CNCN0 其中： tanX0：推算的被测设备介质损耗因数； tanN0：参考设备最近一次停电试验测得的介质损耗因数； tanX-tanN：带电测试测得的相对介质损耗因数差值； CX0：推算的被测设备电容量； CN0：参考设备最近一次停电试验测得的电容量； CX/CN：
36、带电测试测得的相对电容量比值。此时，可按输变电设备状态检修试验规程中电容型设备停电例行试验标准判断其绝缘状况。一、试验数据分析方法43教育教学44测量数字化状态可视化功能一体化信息互动化4、采用相对测量法测试电容式电压互感器的介质损耗因数和电容量，由于受电磁单元的影响，测量结果可能会有较大偏差，可通过历次试验结果进行综合比较，根据数据变化情况判断绝缘状况。5、数据分析还应综合考虑设备的历史运行状况、同类型设备的参考数据，同时参考其他带电测试试验结果，如带电油色谱试验、红外测温以及高频局部放电测试等。一、试验数据分析方法44教育教学型型号号： L LB B9 9- -2 22 20 0W W；额
37、额定定电电流流比比： 2 26 60 00 0/ /1 1A A；出出厂厂日日期期： 2 20 00 05 5年年7 7月月6 6日日；投投运运日日期期： 2 20 00 05 5年年1 12 2月月2 21 1日日。二、典型案例分析（1）案例概述 20102010年年8 8月月4 4日日，在在对对某某220kV220kV变变电电站站电电流流互互感感器器开开展展相相对对介介损损电电容容量量带带电电检检测测时时，发发现现212212单单元元A A相相电电流流互互感感器器相相对对介介损损值值远远远远高高于于同同单单元元B B、C C两两相相，但但电电容容量量未未发发现现异异常常；油油色色谱谱数数据
38、据显显示示总总烃烃含含量量严严重重超超标标，并并有有乙乙炔炔出出现现；解解体体后后发发现现电电容容屏屏上上出现出现X X蜡。蜡。 2.典型案例-145教育教学二、典型案例分析212单元电流互感器带电检测数据试验时间基准基准单元元试验数据数据A A相相B B相相C C相相2010-8-42010-8-42132130.0256/1.00690.003/0.9923-0.0002/0.99432009-7-212009-7-212132130.001/0.99890.001/0.99450.0005/0.9975（2）带电检测数据分析1 1）纵纵向向分分析析。212单元A相2010年带电测试相对介
39、损值较2009年增长为0.0256-0.001=0.0246， 变 化 量 超 过 0.005， 达 到 缺 陷 标 准 。 电 容 量 变 化 （ 1.0069-0.9989）/0.9989=0.8%，电容量未见异常。2 2）横横向向分分析析。B、C相两年的带电测试数据较稳定，但A相相对介损值有较明显的增长，与B、C相变化趋势明显不同。46教育教学n3 3）对对相相对对值值进进行行换换算算。参考基准单元停电例行试验结果，将带电测试结果换算到绝对量，其中介损为0.0256+0.00265=0.02825，与历史数据比较有明显增长，并远远超过了状态检修规程给出的标准注意值0.007；电容量1.0
40、069789.5pF=794.9pF，与历史数据（796pF）变化不大。 综综合合以以上上分分析析，初初步步判判断断212A212A相相相相对对介介损损值值明明显显超超标标，设设备备内内部部存存在在缺缺陷。陷。二、典型案例分析历史停电试验数据单元元试验时间试验数据数据A A相相B B相相C C相相2132132008-10-112008-10-110.00265/789.5pF0.00265/789.5pF0.00289/793.6pF0.00289/793.6pF0.00262/785.6pF0.00262/785.6pF2122122008-10-122008-10-120.00285/7
41、96pF0.00285/796pF0.00275/788.5pF0.00275/788.5pF0.00278/782.3pF0.00278/782.3pF47教育教学1 1）油色谱试验。）油色谱试验。对212A相进行油色谱分析，发现总烃含量明显超标，并有乙炔出现。测试时间CHCH4 4C C2 2H H4 4C C2 2H H6 6C C2 2H H2 2H H2 2COCOCOCO2 2C C1 1+C+C2 2微水微水2010-8-42010-8-41498.101498.100.910.91114.53114.531.341.3445586.045586.01 1155.64155.64
42、637.72637.721614.881614.8820mg/20mg/L L（3）综合分析）综合分析二、典型案例分析 212A212A相电流互感器油色谱数据相电流互感器油色谱数据 （单位：（单位：L/LL/L） 2 2）停停电电介介损损及及电电容容量量试试验验。212单元A相电流互感器停电后介损值为0.02165，超过状态检修规程给出的0.007的标准注意值，并与带电检测换算结果0.02825接近。212A相电流互感器停电试验数据试验时间试验数据数据2010-8-52010-8-50.02165/793.6pF0.02165/793.6pF48教育教学3 3）局局部部放放电电测测试试。对21
43、2单元A相电流互感器进行局部放电试验，预加压1.2Um即302.4kV，测量电压1.2Um/3即175kV下局部放电量为578pC（标准为不大于20pC），局部放电量严重超标。局部放电起始电压为62kV，熄灭电压为50kV，均低于设备正常运行电压。 综综合合分分析析油油色色谱谱试试验验及及停停电电电电气气试试验验数数据据，进进一一步步确确定定了了212A212A相相设设备备内内部部存在绝缘缺陷。存在绝缘缺陷。二、典型案例分析49教育教学（4）解体检查结果 对一次绕组进行解体检查发现，结果发现从4号电容屏开始出现X蜡（X蜡为一种不溶于油的树脂状物质，为不饱和烃聚合分子结构改变后形成的产物，部分绝
44、缘纸已经硬化，当解体到2号电容屏后，出现褶皱的绝缘纸，且越来越明显。二、典型案例分析50教育教学2.典型案例-二、典型案例分析型型号号： L LB B7 71 11 10 0W W；额额定定电电压压： 1 11 10 0k kV V；额额定定绝绝缘缘水水平平： 1 12 26 61 18 85 54 45 50 0 k kV V；额额定定电电流流比比 ： 2 23 30 00 05 5 A A；生生产产日日期期： 2 20 00 02 2年年5 5月月。 （1）案例概述 某电流互感器带电测试发现相对介质损耗因数较历次测试数据增大明显，综合油色谱分析、红外测温测试数据，判断认为该电流互感器存在缺
45、陷，解体发现由于制造工艺问题造成电容屏出现不同程度的纵向开裂，由于电场畸变引起局部放电造成绝缘劣化。51教育教学（2 2）带电检测数据分析）带电检测数据分析n1）纵纵向向分分析析。193单元C相电流互感器2013年带电测试介损值较2012年增长为0.0043，变化量0.003且0.005，达到异常标准。电容量未见异常。n2）横横向向分分析析。A、B相的带电测试数据较稳定，但C相电流互感器相对介损值有较明显的增长，与A、B相变化趋势明显不同。二、典型案例分析193单元电流互感器带电测试相对介质损耗及电容量数据试验时间参考参考设备测试数据数据A AB BC C2012-10-252012-10-2
46、5187187-0.0001/0.9454pF-0.0001/0.9454pF0.0009/1.0129pF0.0009/1.0129pF0.0006/1.0054 pF0.0006/1.0054 pF2013-3-192013-3-191871870.0003/0.9462pF0.0003/0.9462pF0.0012/1.0136pF0.0012/1.0136pF0.0049/0.9994 pF0.0049/0.9994 pF52教育教学n3）对对相相对对值值进进行行换换算算。推算出193单元C相电流互感器本次的介损值为0.00748，其值接近了Q/GDW 168输变电设备状态检修试验规程
47、要求的注意值（0.008）。 为避免参考设备选择不当对测试结果的影响，以188单元电流互感器为参考设备再次对193单元进行测试。经比对，193单元C相相对介损值较A、B相仍有较大变化，可以排除187单元C相电流互感器存在质量问题。 初步判定初步判定193193单元单元C C相电流互感器存在严重缺陷。相电流互感器存在严重缺陷。二、典型案例分析 187单元电流互感器停电例行试验数据试验时间试验数据数据A AB BC C2008-5-182008-5-180.00288/667.1pF0.00288/667.1pF0.002/626.7pF0.002/626.7pF0.00258/645.1pF0.
48、00258/645.1pF53教育教学n1）油油色色谱谱试试验验。数据显示C相电流互感器试验色谱分析氢气含量13011.9L /L、总烃640.0L /L，均严重超过注意值，三比值为编码为010，故障类型判断为低能量密度的局部放电。 n2）红外测温。红外测温。结果显示无明显异常。二、典型案例分析193单元C相电流互感器油色谱试验数据 (单位：L /L)日期日期CHCH4 4C C2 2H H6 6C C2 2H H4 4C C2 2H H2 2C C1 1+C+C2 2H H2 2COCOCOCO2 2微水微水mg/Lmg/L2013-3-202013-3-20621.77621.7717.8
49、417.840.460.460 0640.0640.013011.913011.9377.03377.031761.151761.151.91.92008-3-192008-3-192.92.90.70.70.30.30 03.903.90167.0167.0352352142014204 42005-4-132005-4-131.91.90.50.50.20.20 02.602.6099.099.0103.9103.9447.7447.7/ /（3）综合分析）综合分析54教育教学二、典型案例分析n3 3）主主绝绝缘缘介介损损和和电电容容量量测测试试。C相试验介损值与换算介损值比较，变化趋势一
50、致。n4 4）局局部部放放电电测测试试。施加电压 ，局部放电量234pC，也超过标准要求。起始放电电压57kV，熄灭电压：31kV。193单元电流互感器停电介损及电容量试验数据试验项目目日期日期试验数据数据A AB BC C主主绝缘介介损/ /电容量容量2008-3-190.00280/630.70.00290/634.80.00319/648.62013-3-200.00318/631.20.00323/635.20.00403/644.755教育教学n5）额额定定电电压压下下介介损损试试验验。测量tan与测量电压之间的关系曲线，测量电压从10kV到 ，tan的增量大于0.003，判断设备存
51、在内部绝缘缺陷。 综综合合以以测测试试结结果果，判判断断193C193C相相CTCT内内部部存存在在绝绝缘缘劣劣化化缺缺陷陷，应应立立即退出运行。即退出运行。二、典型案例分析193单元电流互感器额定电压下介损试验序号序号电压（电压（kV）介损介损电容量（电容量（pF）113.240.00436644230.50.00477644.8352.880.00574645.8464.010.00697647.4574.820.0075648.8664.010.007647.3752.880.0059645.9830.50.00488645.1913.240.0043664456教育教学n该电流互感器
52、L2端腰部内侧第4屏、第5屏、第6屏铝箔纸均出现不同程度的纵向开裂，长度为150mm，纵向宽度为5mm，其中第6屏最为严重。n缺陷原因为生产厂家在制造过程中，L2端子腰部安装受力不均，铝箔纸挤压出现开裂，产生空穴（气隙）。n在运行电压下，出现场强分布不均，导致低能量放电，绝缘劣化介损增大。二、典型案例分析（4）解体检查结果）解体检查结果57教育教学二、典型案例分析型型号号： L LB B2 2- -1 11 10 0；出出厂厂日日期期： 1 19 98 88 8年年3 3月月；投投运运时时间间： 1 19 98 88 8年年1 11 1月月；生生产产序序号号： 8 88 80 02 24 4。
53、（1）案例概述 某某电电流流互互感感器器带带电电测测试试发发现现其其相相对对介介损损值值远远远远高高于于同同一一单单元元的的A A、C C两两相相，综综合合油油色色谱谱分分析析、红红外外测测温温测测试试数数据据，判判断断认认为为该该电电流流互互感感器器存存在在缺陷。缺陷。 解解体体检检查查发发现现末末屏屏引引出出端端部部绝绝缘缘纸纸有有明明显显碳碳化化痕痕迹迹，主主电电容容屏屏部部分分绝绝缘缘纸纸夹夹层层出出现现大大量量X X蜡蜡，绝绝缘缘纸纸变干。变干。3.典型案例-58教育教学n1 1）纵纵向向分分析析。102单元B相电流互感器2009年带电测试相对介损值较2008年增长为0.0564-（
54、-0.0031）=0.0595，变化量超过0.005，达到缺陷标准。电容量变化（1.278-1.261）/1.261=1.3%，电容量未见异常。n2 2）横横向向分分析析。A、C相两年的带电测试数据较稳定，但B相相对介损值有较明显的增长，与A、C相变化趋势明显不同。二、典型案例分析102单元电流互感器带电测试相对介质损耗及电容量数据试验时间参考参考设备测试数据数据A AB BC C2009-7-12009-7-1113113-0.0020/1.264-0.0020/1.264 pF0.0564/1.2780.0564/1.278 pF-0.0022/0.834-0.0022/0.834 pF2
55、008-6-202008-6-20113113-0.0022/1.239-0.0022/1.239 pF-0.0031/1.261-0.0031/1.261 pF-0.0024/0.829-0.0024/0.829 pF（2）带电检测数据分析）带电检测数据分析59教育教学n3 3）对对相相对对值值进进行行换换算算。将带电测试结果换算到绝对量，其中介损为0.06087，与历史数据比较有明显增长，并远远超过状态检修规程给出的0.008的注意 值 ； 电 容 量 1.278689.8pF=881.5pF， 与 历 史 数 据 （ 860.3pF） 变 化（881.5-860.3）/860.3=2.4
56、6%，在状态检修规程给出的5%的注意值范围内。 综综合合以以上上分分析析，初初步步判判断断102102单单元元B B相相相相对对介介损损值值增增长长过过快快，设设备备内内部可能存在缺陷。部可能存在缺陷。二、典型案例分析 102、113单元电流互感器停电例行试验数据单元元试验时间试验数据数据A AB BC C113113200620060.00353/696pF0.00353/696pF0.00447/689.8pF0.00447/689.8pF0.00404/880pF0.00404/880pF102102200720070.00255/882.4pF 0.00255/882.4pF 0.00
57、251/860.3pF 0.00251/860.3pF 0.00289/738.3pF 0.00289/738.3pF 60教育教学二、典型案例分析（3）综合分析）综合分析102单元B相电流互感器油色谱数据 （单位：L/L）测试时间CH4C2H4C2H6C2H2H2COCO2C1+C22009-7-110261.619.261114.852.3140697.8253.462511.3910261.61 1）油油色色谱谱试试验验。对102单元B相进行油色谱分析，发现总烃含量明显超标，并有乙炔出现，试验数据见表4-17。三比值编码为100，初步判断为内部存在低能量放电性故障。61教育教学二、典型案
58、例分析2 2）停停电电介介损损及及电电容容量量测测试试。102单元B相电流互感器停电后介损值为0.03593，较上周期停电数据0.00251有明显增长，且远远超过状态检修规程给出的0.007的注意值。 综综合合分分析析油油色色谱谱数数据据、设设备备更更换换后后电电气气试试验验数数据据，进进一一步步确确定定102102单单元元B B相相内内部存在绝缘缺陷。部存在绝缘缺陷。102单元B相电流互感器停电介损及电容量试验数据试验时间试验数据数据2009-7-202009-7-200.03593/856.3pF0.03593/856.3pF62教育教学n解体检查，发现末屏引出线根部有明显放电痕迹，引出线
59、周围绝缘纸有炭化痕迹；n在末屏引出线一侧的电容屏铝箔和与铝箔接触的绝缘纸上析出大量的不明蜡质；n其原因是末屏套管密封胶垫运行时间较长失去弹性，密封性能下降，水分由此处进入设备内部并沿末屏连接线到达主绝缘，引起绝缘劣化。二、典型案例分析放放电痕迹痕迹X蜡蜡 （4）解体检查结果）解体检查结果63教育教学目 录基本概念及测试原理1现场操作方法2数据分析及故障诊断3实训操作与考核实训操作与考核464教育教学一. 教学系统组成XX1-AXX1-AXX3-BXX3-BXX2-AXX2-A2 2号试变号试变1 1号试变号试变65教育教学一. 教学系统组成66教育教学一. 教学系统组成67教育教学二. 教学仪器组成测试仪测试仪1010米测试线米测试线仪器接地线仪器接地线68教育教学二. 教学仪器组成参考电流参考电流被试品电流被试品电流试验接地试验接地69教育教学三.编写试验报告70教育教学三.编写试验报告71教育教学谢 谢！72教育教学
