容性設(shè)備相對(duì)介損及電容量

1、第 #章 相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值檢測(cè)技術(shù)【本章內(nèi)容提要】 本章主要介紹了電容型電流互感器、電容式電壓互感器、耦合電容 器和電容型套管等電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)的基本原理， 介紹了 相對(duì)介損和電容量帶電檢測(cè)儀器的現(xiàn)場(chǎng)操作方法、 相關(guān)注意事項(xiàng)和標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)流程， 以及如何 應(yīng)用相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值的帶電測(cè)試結(jié)果分析電容型設(shè)備的運(yùn)行狀況。第一節(jié) 相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量檢測(cè)技術(shù)概述一、發(fā)展歷程相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量測(cè)量是以設(shè)備絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量測(cè)量方法演變而 來，由于介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量和電容量檢測(cè)能夠較好的發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣大部分受潮、 整體絕 緣缺陷等缺陷而受到

2、廣泛的運(yùn)用。但是由于介質(zhì)損耗因數(shù)和電容獲得需要電氣設(shè)備停電后， 給電氣設(shè)備施加一定電壓后測(cè)量， 因?yàn)槭峭ｋ婍?xiàng)目受到停電周期的限制， 而帶電測(cè)試相對(duì)介 質(zhì)損耗和電容量比值方法是在設(shè)備正常運(yùn)行條件下開展的，擺脫了停電周期的限制。相對(duì)介質(zhì)損耗因?qū)俸碗娙萘勘戎祹щ姍z測(cè)的方法有絕對(duì)法測(cè)量和相對(duì)法測(cè)量， 絕對(duì)法測(cè) 量的電壓信號(hào)取該電氣設(shè)備上母線 PT 二次端子的電壓信號(hào)，電流信號(hào)為被試設(shè)備末屏接地 線或者末端接地線上的電流信號(hào)， 經(jīng)過計(jì)算得到上述兩個(gè)電氣設(shè)備參數(shù)， 但是絕對(duì)法測(cè)量受 PT角差及二次負(fù)荷的影響，導(dǎo)致不停電的絕對(duì)法測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，受到很大的限制。相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)克服了絕對(duì)法

3、測(cè)量的缺點(diǎn)， 指選擇一臺(tái)與被試 設(shè)備并聯(lián)的其它電容型設(shè)備作為參考設(shè)備， 通過測(cè)量在其設(shè)備末屏接地線或者末端接地線上 的電流信號(hào)，通過兩電氣設(shè)備電流信號(hào)的幅值比和相角差來獲取相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容 量。二、技術(shù)特點(diǎn)電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值的帶電檢測(cè)可以分為絕對(duì)測(cè)量法和相對(duì)測(cè)量法 兩種。絕對(duì)測(cè)量法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠直接帶電測(cè)量電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量的絕 對(duì)值，與傳統(tǒng)停電測(cè)量的原理和判斷標(biāo)準(zhǔn)都較為類似， 但由于需要從電壓互感器的二次獲取 電壓參考信號(hào)，該方法存在以下缺點(diǎn)：（ 1）測(cè)量誤差較大，主要由于以下幾個(gè)方面造成：PT 固有角差的影響。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電壓互感器的角誤差的容許值的

4、規(guī)定，對(duì)于目前 絕大多數(shù)級(jí)電壓互感器來說， 使用其二次側(cè)電壓作為介損測(cè)量的基準(zhǔn)信號(hào)， 本身就可能造成 ±20'的測(cè)量角差， 即相當(dāng)于±的介損測(cè)量絕對(duì)誤差， 而正常電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗通常較 小，僅在之間，顯然這會(huì)嚴(yán)重影響檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性。PT二次PT二次負(fù)荷的影響。電壓互感器的測(cè)量精度與其二次側(cè)負(fù)荷的大小有關(guān)，如果負(fù)荷不變，則角誤差基本固定不變。由于介損測(cè)量時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的獲取只能與繼電保護(hù)和儀表 共用一個(gè)線圈，且該線圈的二次負(fù)荷主要由繼電保護(hù)決定，故隨著變電站運(yùn)行方式的不同， 所投入使用的繼電保護(hù)會(huì)作出相應(yīng)變化，故PT的二次負(fù)荷通常是不固定的，這必然會(huì)導(dǎo)致其角誤差改變

5、，從而影響介損測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性。（2）需要頻繁操作 PT二次端子，增加了誤碰保護(hù)端子引起故障的幾率。相對(duì)值測(cè)量法能夠克服絕對(duì)值測(cè)量法易受環(huán)境因素影響、誤差大的缺點(diǎn)，因?yàn)橥獠凯h(huán)境（如溫度等）、運(yùn)行情況（如負(fù)載容量等）變化所導(dǎo)致的測(cè)量結(jié)果波動(dòng)，會(huì)同時(shí)作用在參考設(shè)備和被試設(shè)備上，它們之間的相對(duì)測(cè)量值通常會(huì)保持穩(wěn)定，故更容易反映出設(shè)備絕緣的真實(shí)狀況；同時(shí)，由于該方式不需采用PT（ CVT二次側(cè)電壓作為基準(zhǔn)信號(hào)，故不受到PT角差變化的影響，且操作安全，避免了由于誤碰PT二次端子引起的故障。三、應(yīng)用情況相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于電容型設(shè)備（如：電容型電流互感器、電容式電壓互感器、

6、電容型套管、耦合電容器等）絕緣情況的帶電檢測(cè)，有效性 較高。目前，相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)方法在河北省電力公司、福建省電力公司等地已作為常規(guī)項(xiàng)目定期開展，并通過該方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)了多例缺陷設(shè)備，積累了由于絕緣受潮、絕緣老化、局部放電等缺陷導(dǎo)致相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值異常的缺陷案例， 通過案例分析，驗(yàn)證了測(cè)量方法的準(zhǔn)確性和有效性。伴隨目前多家測(cè)試儀器廠家研發(fā)儀器日趨成熟，以及測(cè)試人員理論和技能水平的逐步提高，相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)技術(shù)具備了進(jìn)一步擴(kuò)大推廣應(yīng)用的必要條件。第二節(jié) 相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)技術(shù)基本原理一、介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量的基本知識(shí)電介質(zhì)在電壓作用

7、下，由于電導(dǎo)和極化將發(fā)生能量損耗，統(tǒng)稱為介質(zhì)損耗，對(duì)于良好的絕緣而言，介質(zhì)損耗是非常微小的，然而當(dāng)絕緣出現(xiàn)缺陷時(shí)， 介質(zhì)損耗會(huì)明顯增大，通常會(huì)使絕緣介質(zhì)溫度升高，絕緣性能劣化，甚至導(dǎo)致絕緣擊穿，失去絕緣作用。在交流電壓作用下， 電容型設(shè)備絕緣的等值電路如圖4-1所示。流過介質(zhì)的電流I由電容電流分量 二和電阻電流分量兩部分組成，電阻電流分量 |r就是因介質(zhì)損耗而產(chǎn)生的， 電阻電流分量Ir使流過介質(zhì)的電流偏離電容性電流的角度稱為介質(zhì)損耗角，其正切值tan反映了絕緣介質(zhì)損耗的大小 ，并且tan 僅取決于絕緣特性而與材料尺寸無關(guān)，可以較好地反映電氣設(shè)備的絕緣狀況。此外通過介質(zhì)電容量 C特征參數(shù)也能反映

8、設(shè)備的絕緣狀況，通過測(cè)量這兩個(gè)特征量以掌握設(shè)備的絕緣狀況。（a）等值電路圖；（b）向量示意圖圖 4-1 電容型設(shè)備絕緣等值電路電容型設(shè)備通常是指采用電容屏絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)備， 例如：電容型電流互感器、 電容式電 壓互感器、耦合電容器、電容型套管等，其數(shù)量約占變電站電氣設(shè)備的40-50% 。這些設(shè)備均是通過電容分布強(qiáng)制均壓的， 其絕緣利用系數(shù)較高。 電容型設(shè)備由于結(jié)構(gòu)上的相似性， 實(shí) 際運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的故障類型也有很多共同點(diǎn)，其中有：（1）絕緣缺陷（嚴(yán)重時(shí)可能爆炸） ，包括設(shè)計(jì)不周全，局部放電過早發(fā)生；（2）絕緣受潮，包括頂部等密封不嚴(yán)或開裂，受潮后絕緣性能下降；（3）外絕緣放電，爬距不夠或者臟污情

9、況下，可能出現(xiàn)沿面放電；（4）金屬異物放電，制造或者維修時(shí)殘留的導(dǎo)電遺物所引起。對(duì)于上述的幾種缺陷類型，絕緣受潮缺陷約占電容型設(shè)備缺陷的85%左右，一旦絕緣受潮往往會(huì)引起絕緣介質(zhì)損耗增加， 導(dǎo)致?lián)舸?對(duì)于電容型絕緣的設(shè)備， 通過對(duì)其介電特性的 檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)尚處于早期階段的絕緣缺陷， tan 是設(shè)備絕緣的局部缺陷中，由介質(zhì)損耗 引起的有功電流分量和設(shè)備總電容電流之比， 它對(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣的整體劣化較為靈敏， 如包 括設(shè)備大部分體積的絕緣受潮，而對(duì)局部缺陷則不易發(fā)現(xiàn)。測(cè)量絕緣的電容C ，除了能給出有關(guān)可能引起極化過程改變的介質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息 （如均勻受潮或者嚴(yán)重缺油） 外，還能發(fā)現(xiàn) 嚴(yán)重的局部缺陷（

10、如絕緣擊穿） ，但靈敏程度也同絕緣損壞部分與完好部分體積之比有關(guān)。 二、相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)技術(shù)的基本原理（一）相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)技術(shù)的基本原理電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量帶電檢測(cè)按照參考相位獲取方式不同可以分為絕對(duì) 測(cè)量法和相對(duì)測(cè)量法兩種，相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值是通過相對(duì)測(cè)量法得到的。1. 絕對(duì)測(cè)量法 絕對(duì)測(cè)量法是指通過串接在被試設(shè)備Cx 末屏 （或低壓端 ）接地線上，以及安裝在該母線PT 二次端子上的信號(hào)取樣單元，分別獲取被試設(shè)備 Cx 的末屏 （或低壓端 ）接地電流信號(hào) Ix 和PT二次電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過高精度電阻轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)In ,兩路電流信號(hào)經(jīng)

11、過濾波、4-2（ a）所示。放大、采樣等數(shù)字處理， 利用諧波分析法分別提取其基波分量， 并計(jì)算出其相位差和幅度比， 從而獲得被試設(shè)備的絕對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值，其原理如圖(b)向量示意圖(a)測(cè)試原理圖;圖 4-2 絕對(duì)測(cè)量法原理示意圖圖4-2 ( b)是利用PT (CVT )的二次側(cè)電壓(即假定其與設(shè)備運(yùn)行電壓Un的相位完全相同)作為參考信號(hào)的絕對(duì)值測(cè)量法向量示意圖，此時(shí)僅需準(zhǔn)確獲得設(shè)備運(yùn)行電壓Un 和末屏(或低壓端)接地電流lx的基波信號(hào)幅值及其相位夾角 a ,即可求得介質(zhì)損耗tan S和電容 量C,如式1-1和1-2所示。tan S = tan(90 $)(4-1)Cx=lcos S

12、 / wU(4-2)絕對(duì)值測(cè)量法盡管能夠得到被測(cè)電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗和電容量，但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用易受 PT(CVT )自身角差誤差、外部電磁場(chǎng)干擾及環(huán)境溫濕度變化的影響。2. 相對(duì)測(cè)量法相對(duì)測(cè)量法是指選擇一臺(tái)與被試設(shè)備Cx并聯(lián)的其它電容型設(shè)備作為參考設(shè)備Cn,通過串接在其設(shè)備末屏(或低壓端)接地線上的信號(hào)取樣單元，分別測(cè)量參考電流信號(hào)In和被測(cè)電流信號(hào)lx，兩路電流信號(hào)經(jīng)濾波、放大、采樣等數(shù)字處理，利用諧波分析法分別提取其 基波分量, 計(jì)算出其相位差和幅度比, 從而獲得被試設(shè)備和參考設(shè)備的相對(duì)介損差值和電容 量比值。其原理如圖 4-3 ( a)所示。(a)(b)圖 4-3 相對(duì)測(cè)量法原理示意圖(a)測(cè)

13、試原理圖；(b)向量示意圖圖4-3 ( b)是利用另一只電容型設(shè)備末屏 (或低壓端)接地電流作為參考信號(hào)的相對(duì)值測(cè) 量法的向量示意圖， 此時(shí)僅需準(zhǔn)確獲得參考電流 In和被測(cè)電流Ix的基波信號(hào)幅值及其相位 夾角a即可求得相對(duì)介損差值厶 tan 8和電容量Cx/Cn的值，如式4-3和4-4所示。 tan 8 = tan 8tan 8 1 tan(- 8 2)= tan a(4-3)Cx/Cn=Ix/In( 4-4)相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù) 是指在同相相同電壓作用下, 兩個(gè)電容型設(shè)備電流基波矢量角度差的 正切值(即 tan 8。相對(duì)電容量比值 是指在同相相同電壓作用下，兩個(gè)電容型設(shè)備電流基 波的幅值比(即

14、Cx/Cn )。(二)信號(hào)取樣方式及其裝置現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值測(cè)試需要獲得電容型設(shè)備的末屏（電容型電流互感器、電容型套管）或者低壓端（耦合電容器、電容式電壓互感器）的接地 電流，但由于電容型設(shè)備的末屏 （或低壓端）大都在其本體上的二次端子盒內(nèi)或設(shè)備內(nèi)部直 接接地，難以直接獲取其接地電流，因此需要預(yù)先對(duì)其末屏（或低壓端）接地進(jìn)行改造，將 其引至容易操作的位置，并通過取樣單元將其引入到測(cè)試主機(jī)。1信號(hào)取樣單元信號(hào)取樣單元的作用是將設(shè)備的接地電流引入到測(cè)試主機(jī)，測(cè)試準(zhǔn)確度及使用安全性是其技術(shù)關(guān)鍵，必須避免對(duì)人員、 設(shè)備和儀器造成安全傷害。 目前所使用的電容型設(shè)備帶電測(cè) 試取

15、樣裝置主要可以分為兩種， 即接線盒型和傳感器型（其中傳感器型還可以分為有源傳感 器和無源傳感器）。（1）接線盒型電流取樣單元接線盒型取樣單元串接在設(shè)備的接地引下線中，主要功能是提供一個(gè)電流測(cè)試信號(hào)的引出端子并防止末屏（或低壓端）開路，但沒有信號(hào)測(cè)量功能，測(cè)試時(shí)需通過測(cè)試電纜將電流引入帶電測(cè)試儀內(nèi)部的高精度穿心電流傳感器進(jìn)行測(cè)量，如圖4-4所示。該型取樣單元主要由外殼、防開路保護(hù)器、 放電管、短接連片及操作刀閘等部件構(gòu)成，其中短連接片和刀閘并 接后串接在接地引下線回路中，平常運(yùn)行時(shí)短連接片和刀閘均閉合，構(gòu)成雙重保護(hù)防止開路，測(cè)量時(shí)先打開連接片并將測(cè)試線接到該接線柱，拉開小刀閘即可開始測(cè)量。防開路

16、保護(hù)器可有效避免因末屏（或低壓端）引下線開斷或測(cè)量引線損壞或誤操作所導(dǎo)致的末屏（或低壓端）開路，保證信號(hào)取樣的安全性。（a）（b）（c）圖4-4 接線盒型取樣單元（a）內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；（b ）原理圖；（c）外觀圖接線盒型取樣單元應(yīng)滿足以下要求：1）取樣單元應(yīng)采用金屬外殼，具備優(yōu)良的防銹、防潮、防腐性能，且便于安裝固定在被測(cè)設(shè)備下方的支柱或支架上使用；2）取樣單元內(nèi)部含有信號(hào)輸入端、測(cè)量端及短接壓板等， 并應(yīng)采用多重防開路保護(hù)措施，有效防止測(cè)試過程中因接地不良和測(cè)試線脫落等原因?qū)е碌哪┢粒ɑ虻蛪憾耍╇妷荷?，保證測(cè)試人員的安全， 且完全不影響被測(cè)設(shè)備的正常運(yùn)行。防開路保護(hù)器通常有2個(gè)大功率二極管

17、反向并聯(lián)而成，設(shè)備的末屏（或低壓端）對(duì)地電壓大于 1W寸，防開路保護(hù)器即可發(fā)生作用，把末屏（或低壓端）接地電壓限位在1V之內(nèi)，且可長期通過5A以上的工頻電流，同時(shí)可承受 10kA的沖擊電流。3）對(duì)于套管類設(shè)備的信號(hào)取樣，應(yīng)根據(jù)被監(jiān)測(cè)設(shè)備的末屏（或低壓端）接地結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì) 和加工與之相匹配的專用末屏 （或低壓端 ） 引出裝置，并保證其長期運(yùn)行時(shí)的電氣連 接及密封性能。4）對(duì)于線路耦合電容器的信號(hào)取樣， 為避免對(duì)載波信號(hào)造成影響， 應(yīng)采用在原引下線 上直接套裝穿芯式零磁通電流傳感器的取樣方式。5）回路導(dǎo)線材質(zhì)宜選用多股銅導(dǎo)線，截面積不小于4m金并應(yīng)在被測(cè)設(shè)備的末屏（或低壓端 ） 引出端就近加裝可靠的

18、防斷線保護(hù)裝置。6）取樣單元應(yīng)免維護(hù)，正常使用壽命不應(yīng)低于10年。（2）傳感器型電流取樣單元 傳感器型取樣單元可分為無源傳感器和有源傳感器兩種，均采用穿心式取樣方式， 就近安裝在被測(cè)電容型設(shè)備的末屏 （或低壓端） 接地引下線上， 該型取樣單元留有標(biāo)準(zhǔn)航空插頭 的插孔， 平常運(yùn)行時(shí)插孔有端蓋密封， 測(cè)量時(shí)用帶有航空插頭的試驗(yàn)引線將被測(cè)電流信號(hào)變 換成電壓信號(hào)，并引入測(cè)試主機(jī)進(jìn)行測(cè)量。無源電流傳感器。 由于激磁磁勢(shì)的存在， 無源電流傳感器測(cè)量誤差較大， 電容型設(shè)備末 屏（低壓端）接地電流通常為毫安級(jí)，傳感器的激磁阻抗很小，而且又必須采用穿芯取樣方 式，角度差的微小變化， 即可以引起介損值較大的變化

19、， 故無源傳感器通常無法保證相位變 換誤差的精確度和穩(wěn)定性， 難以滿足介損參數(shù)的測(cè)量要求。 目前該類傳感器已逐漸退出應(yīng)用。有源電流傳感器。 采用有源零磁通技術(shù)有效提高了小電流傳感器檢測(cè)精度， 除了選用起 始導(dǎo)磁率較高、 損耗較小的特殊合金作鐵芯外， 還借助電子信號(hào)處理技術(shù)對(duì)鐵芯內(nèi)部的激磁 磁勢(shì)進(jìn)行全自動(dòng)的跟蹤補(bǔ)償， 保持鐵芯工作在接近理想的零磁通狀態(tài)。 有源傳感器能夠準(zhǔn)確 檢測(cè)100卩A1000mA范圍內(nèi)的工頻電流信號(hào)， 相位變換誤差不大于土 ，并具有極好的溫度特 性和抗電磁干擾能力 , 解決了對(duì)電容型設(shè)備末屏 （或低壓端） 電流信號(hào)精確取樣的技術(shù)難題。 目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的傳感器型取樣單元主要以有

20、源型傳感器為主，如圖5所示。傳感器型取樣單元應(yīng)滿足以下要求：1）采用穿心結(jié)構(gòu)，輸入阻抗低，能夠耐受10A工頻電流的作用以及10kA雷電流的沖擊。2）具有完善的電磁屏蔽措施和先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)， 可確保介質(zhì)損耗測(cè)試結(jié)果不受諧波干擾及脈沖干擾的影響，絕對(duì)檢測(cè)精度應(yīng)達(dá)到±%。3）具有較好的防潮和耐高低溫能力。4）采用即插式標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)計(jì)，方便操作。（ a）（ b）圖 4-5 有源傳感器型取樣單元（a）外觀圖；（b）有源電流傳感器原理（ 3）兩種取樣單元的優(yōu)缺點(diǎn)比較 目前電網(wǎng)中常用的取樣單元主要為接線盒型和有源電流傳感器型兩種， 它們各自的優(yōu)缺 點(diǎn)如下：1）接線盒型取樣單元的優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，

21、價(jià)格相對(duì)較低便宜； 受現(xiàn)場(chǎng)電磁場(chǎng)干擾較??； 停電例行試驗(yàn)時(shí)， 可以通過操作取樣單元內(nèi)的刀閘來斷開接地， 而無需登高打開壓接 螺母，操作方便且安全性高； 只需要對(duì)儀器主機(jī)器進(jìn)行定期校驗(yàn)即可，無需對(duì)所有取樣單元進(jìn)行定期校驗(yàn)； 電流信號(hào)均采用儀器主機(jī)的內(nèi)置的兩個(gè)高精度傳感器進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試誤差可以相互抵消，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。2）接線盒型取樣單元的缺點(diǎn)： 整個(gè)末屏（或低壓端）接地回路由于串入了刀閘等節(jié)點(diǎn)，存在斷路風(fēng)險(xiǎn)，給安全運(yùn)行帶來隱患； 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，由于需要操作刀閘斷開末屏（或低壓端）接地，存在操作不當(dāng)造成末屏（或低壓端）失去接地的風(fēng)險(xiǎn)。3）有源傳感器型取樣單元的優(yōu)點(diǎn)： 穿心電流傳感器套在末屏 （或

22、低壓端）接地線上，整個(gè)接地回路上無斷點(diǎn)，不會(huì)給設(shè) 備運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)； 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試接線簡單明了，操作方便。4）有源傳感器型取樣單元的缺點(diǎn)： 由于其內(nèi)部采用了放大器等電子元器件，其可靠性及壽命稍差； 測(cè)試系統(tǒng)的定期校驗(yàn)較為困難，需要把每一個(gè)取樣單元連同試驗(yàn)儀器都進(jìn)行校驗(yàn)， 數(shù)量龐大，且傳感器安裝在現(xiàn)場(chǎng)難以校驗(yàn)； 相對(duì)于接線盒型， 傳感器型取樣單元在接地引下回路無斷開點(diǎn)， 停電例行試驗(yàn)工作仍 然需要登高打開末屏（或低壓端）接地壓接螺母，較為不便； 由于每臺(tái)設(shè)備的接地電流都通過傳感器進(jìn)行測(cè)量，從而引入了更多的測(cè)量誤差， 降低了測(cè)量的準(zhǔn)確度； 帶電測(cè)試結(jié)果異常時(shí)， 往往需要首先檢查傳感器是否存在測(cè)量問題，

23、影響數(shù)據(jù)分析和 故障診斷的效率。2、設(shè)備末屏（或低壓端）引下方式 電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)需要將設(shè)備末屏（或低壓端） 進(jìn)行引下改造，由于各類設(shè)備的結(jié)構(gòu)不同，其引下方式也不同。(1) 電容型電流互感器、耦合電容器這兩類設(shè)備由于結(jié)構(gòu)簡單，其末屏引下線方式也較簡單。直接將末屏接地打開，用雙絞屏蔽電纜引下至接線盒型取樣單元接地或穿過穿芯電流傳感器接地。(2) 電容式電壓互感器對(duì)于中間變壓器末端(X端)接地可以打開的情況，應(yīng)選用如圖4-6 (a)所示的優(yōu)先方案，把X端接地打開，把電容分壓器的末端(N端)和X端連接后引下，其優(yōu)點(diǎn)是所有接地電流均流過測(cè)試儀器，能夠全面反映設(shè)備絕緣狀況。

24、如果X端接地?zé)o法打開，可選用如圖4-6 ( b)所示的備選方法，可以把N端和X端連接打開后，將N端單獨(dú)引下，在這種方式下， 只有大部分電流流過測(cè)試儀器，另一小部分電流經(jīng)中間變壓器分流入地，對(duì)設(shè)備絕緣狀況的反應(yīng)不如前者全面。Ii_N廠I 幻a2C12取樣單元單 樣 取(b)備選萬案(a)優(yōu)先萬案;圖4-6電容式電壓互感器低壓端引下方式(3) 電容型套管套管末屏接地一般分為外置式、內(nèi)置式和常接地式，其接地引下改造首先要保證其在運(yùn)行中不會(huì)失去接地。1) 外置式。末屏接地引出線穿過小瓷套通過引線柱(螺桿)引出，引線柱對(duì)地絕緣，外部通過接地金屬連片或接地金屬軟線等于接地部位底座金屬相連，如圖4-7( a

25、)所示。2) 內(nèi)置式。末屏接地引出線穿過小瓷套通過引線柱引出，弓I線柱對(duì)地絕緣，弓I線柱外加金屬接地蓋或接地帽，引線柱和接地蓋相連，接地蓋直接接地，如圖4-7 (b)所示。3) 常接地式。末屏接地引出線穿過小瓷套通過引線柱引出，引線柱對(duì)地絕緣，引線柱外套有一個(gè)連接有彈簧裝置的金屬套，金屬套與引線柱緊密接觸，運(yùn)行時(shí)金屬套受內(nèi)部彈簧的壓力與套管內(nèi)側(cè)接地金屬法蘭相連，末屏可靠接地，最外部有金屬護(hù)套蓋保護(hù)并密封防潮,如圖4-7 （c）所示。（a）（b）（ c）圖4-7常見的變壓器電容型套管末屏結(jié)構(gòu)（a）外置式；（b ）內(nèi)置式；（c）常接地式變壓器電容型套管末屏改造主要有兩種方式，一種是對(duì)末屏帽外形加以

26、改裝，將小型化傳感器型取樣單元放置于改裝后的末屏帽內(nèi)（如圖4-8所示），另一種是對(duì)末屏頭進(jìn)行改造，制作專用的適配器（如圖4-9所示）。（a）（ b）圖4-8改裝后的末屏帽（a）外觀圖；（b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（a）（ b）圖4-9套管末屏專用適配器（a）結(jié)構(gòu)示意圖；（b）外觀圖（三）相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)的測(cè)量原理介損的測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)是如何準(zhǔn)確獲得并求取兩個(gè)工頻基波電流信號(hào)的相位差，電容的測(cè)量只要獲取工頻信號(hào)的兩路電流的幅值，由于電容的測(cè)量容易獲得， 主要研究介質(zhì)損耗的求取。介質(zhì)損耗數(shù)字化測(cè)量可通過硬件與軟件兩種方式實(shí)現(xiàn)，采用硬件方式主要方法是過零檢測(cè)法和過零電壓比較法，通過檢測(cè)電流、電壓信號(hào)過零點(diǎn)的時(shí)間差計(jì)

27、算介質(zhì)損耗角，而過零電壓比較法將電流、 電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為同幅電壓信號(hào)后，根據(jù)兩信號(hào)在過零點(diǎn)電壓差值、電壓幅值來計(jì)算相位差。軟件法基本上可以分為諧波分析法、相關(guān)函數(shù)法、高階正弦擬合法和正弦波參數(shù)法。1、過零點(diǎn)時(shí)差法過零點(diǎn)時(shí)差法是一種將相位測(cè)量變?yōu)闀r(shí)間測(cè)量的方法。由于經(jīng)電容型電流互感器可測(cè)得反映被試品電流lx幅值和相位的u ,而有TV可測(cè)得反映母線電壓 Ux的Uu,這樣根據(jù)Ui和Uu，這樣根據(jù)Ui和Uu即可求出被試品的 Cx及tan 。采用過零點(diǎn)時(shí)差法的基本步驟：先將Ui和Uu分別在過零點(diǎn)轉(zhuǎn)為同幅值的方波I和U，并將U前移90成U '，再反相成U * ；由U *與I相加后便可得到反映角的時(shí)間

28、差 t。這種方法具有原理簡單，測(cè)量分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，但即使用檢測(cè)一個(gè)周期內(nèi)波形過零點(diǎn)的 方法來減小硬件電路的固有零點(diǎn)失調(diào)，過零點(diǎn)時(shí)差法對(duì)波形失真度和波形過零點(diǎn)的依賴性仍然很大，多零的準(zhǔn)確性的要求較高。2、過零點(diǎn)電壓比較法過零點(diǎn)電壓比較法是測(cè)量兩個(gè)同幅值、同頻率正弦波在過零點(diǎn)附近的電壓差，并由電壓差來計(jì)算相位差和tan的方法。若反映母線線電壓Ux及泄露電流lx的兩個(gè)同幅值、同頻率正弦電壓信號(hào)分別如式4-5和4-6所示。Ux Asi nt（ 4-5）I x A2 sin t（4-6）幅值相同，即 A A2 A時(shí)，兩信號(hào)的差值電壓可以表示式4-7。u Asin t sin t 2Asin 2 cos

29、t 2（4-7）當(dāng)處于過零點(diǎn)處t 0, u Asin ，即： arcsin u A根據(jù)上述公式，求得兩信號(hào)的相位差后即可算出介質(zhì)損耗因數(shù)tan ，如果2個(gè)正弦波的幅值不等，但t 0的條件能夠滿足，依然可以計(jì)算得出2個(gè)正弦波的相位差，然而在實(shí)際測(cè)量中，t 0的條件是很難滿足的，這種方法只要檢測(cè)電壓過零附近時(shí)的電壓差，而不 嚴(yán)格要求測(cè)量過零點(diǎn)。在過零點(diǎn)附近即使測(cè)量點(diǎn)有一定偏差，其差值電壓也不會(huì)有明星的變化。3、正弦波參數(shù)法正弦波參數(shù)法是假設(shè)被測(cè)得電壓、電流信號(hào)都是理想的工頻正弦信號(hào)，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，將電流、電壓信號(hào)離散化后應(yīng)用一定的算法求得相應(yīng)的正弦波參數(shù)，在根據(jù)參數(shù)計(jì)算出i超前u的相位差，進(jìn)而算

30、得介質(zhì)損耗的一種方法。設(shè)流經(jīng)絕緣的電流i t及絕緣兩端電壓u t的基波分量分別如式 4-8所示。i（t）I msi nti Im cos jSin t Ims in j cos tD0s in tD1 cos tu（t）Umsin ti Umcos i sint Umsin post C0sint C1 cost（4-8）式中：lm、Um 電流、電壓信號(hào)的幅值；i、u電流、電壓的初相角。由此可得介質(zhì)損耗因數(shù)如式4-9所示。tantan 90i u tan 90 arctan Dr D2arctan G. C0（4-9）假設(shè)以采樣率fs從某一時(shí)刻開始it和u t采樣，分別得到 M對(duì)采樣值i tj

31、和u tj ， 其中tj為不同的采樣時(shí)刻，采用最小二乘法來求取Di、D2、Ci、C2，即擬合信號(hào)與實(shí)際信號(hào)的總體誤差平方和達(dá)到最小。令誤差平方和如式4-10和4-11所示。D0 sin tjj oD1 cos tji tjM 1YCo sin tj Ci cos tjj 0utj(4-10)(4-11)為使X、Y最小，則應(yīng)有下面公式成立由此可建立線性方程組，求解得到D1、D2、C1、C2，進(jìn)而求出tan正弦波參數(shù)法應(yīng)用了三角函數(shù)正交性，但是正交性僅在fs和工頻電壓頻率f整數(shù)倍時(shí)才成立，因此在電網(wǎng)頻率波動(dòng)的時(shí)候下應(yīng)用這種算法，需要相應(yīng)的硬件同步采樣卡。4、高階正弦擬合法高階正弦擬合法是非同步采樣

32、條件下測(cè)量的算法，考慮到實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可能包含直流和諧波分量，所以它以直流分量幅值，基波頻率，基波和諧波分量的幅值和初相角為優(yōu)比對(duì)象， 用高階正弦模型來擬合i , U的采樣數(shù)據(jù)。設(shè)被測(cè)量信號(hào)有直流、基波和諧波分量組成，且諧波被限制在M次內(nèi)，則信號(hào)可表示為式4-12。Mf tAo人 sin k t k(4-12)k 1式中：A 直流分量；基波頻率； Ak，k k次諧波的幅值和初相角。當(dāng)一采樣周期 Ts對(duì)信號(hào)采用后得到N點(diǎn)離散序列ynf(nT；)，n 0,1,2，N 1,則擬合的目標(biāo)函數(shù)為式4-13Mf (t) AAk sin(kwt k)(4-13)k 1數(shù)據(jù)擬合可以在某一擬合優(yōu)度下進(jìn)行， 一般用數(shù)據(jù)

33、點(diǎn)差值的范數(shù)來衡量。 正弦擬合法能 夠適應(yīng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)的變化， 較好的解決了數(shù)據(jù)采樣頻率和電網(wǎng)頻率白天不的問題，且信號(hào)的諧波分量在較大范圍內(nèi)對(duì)計(jì)算準(zhǔn)確性影響較小。5、相關(guān)函數(shù)法4-14、4-15經(jīng)采樣，濾波后得到的泄露電流信號(hào)i(t) Imsin( t ,)，絕緣兩端的電壓信號(hào)u(t) Umsin( tu)，當(dāng)兩波形無延時(shí)時(shí)，其自相關(guān)函數(shù)和相互關(guān)函數(shù)如式和4-16所示。R（o）1 T 2 0i(t)dt1 TImsin wt T 02dt2(4-14 )1Ru(0) t1(t)dt tT0 UmSin wt udtum2(4-15 )1 TRiu(0)T 0 u(t)i t dt1 T 0 U

34、 m SIn wtu Im sinwtU m 1 midt -Tcos(4-16 )式中：T 整周期;R電流信號(hào)的自相關(guān)系數(shù);Ru 電壓信號(hào)的自相關(guān)系數(shù);Ru 電流和電壓信號(hào)的相關(guān)系數(shù)。在實(shí)際算法中，設(shè) N為T為內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，則相關(guān)算法的離散時(shí)間表達(dá)式如式4-17、4-18和4-19所示。1NN n(4-17)Ru 01NN n(4-18)(4-19)由此得出介質(zhì)損耗角如式4-20所示。Riu 0arccosy R 0 Rj 0(4-20)通過上述公式可以看出，相關(guān)函數(shù)法算法簡單,對(duì)采樣硬件要求較低，看隨機(jī)干擾能。6、諧波分析法諧波分析法是目前最主要的軟件測(cè)量方法之一,其原理是通過傳感器等裝置

35、分別測(cè)量運(yùn)行電壓和流進(jìn)試品的電流，在將獲得的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后采用數(shù)字頻譜分析的方法求出兩個(gè)信號(hào)的基波，進(jìn)而通過對(duì)基波相位的比較求出介質(zhì)損耗因數(shù)。實(shí)際上滿足狄利克雷條件的電網(wǎng)電壓和流過設(shè)備絕緣的電流進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，其表達(dá)式如式4-21和4-22所示。u t U 0 U k sin k tk 1uk(4-21)i t I。I kSin k t ik(4-22)Uk、Ik電壓、電流的各次諧波幅值；uk , ik 電壓、電流的各次諧波初相角。由此可知，求解電容設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)的關(guān)鍵就在于去除系統(tǒng)諧波干擾的影響，準(zhǔn)確地求得u t，i t的初相角?？紤]到實(shí)際獲得的u t、i t是經(jīng)過離散、

36、量化后的有限長度的離散周期序列，假設(shè)分別用x n、y n表示，以x n為例，經(jīng)離散傅里葉變換后如4-23所示。X k DFT x njLknN2 kn . .2 knx n cosi sin NN(4-23)由此可知式中：X kRX1 k分別為X k的實(shí)部和虛部?？梢钥闯?，序列x n的初相角uk如式4-24所示。Xi kuk(4-24)同理可以得出i t的初相角，進(jìn)而求其介質(zhì)損耗因數(shù)。綜合上述各種算法的特點(diǎn)，對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)的過零點(diǎn)時(shí)差法和過零點(diǎn)電壓比較法，測(cè)量精度易受到諧波干擾、 零漂等因素的影響， 對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理以滿足測(cè)量條件，會(huì)增加硬件處理環(huán)節(jié)而帶來設(shè)計(jì)、 累計(jì)誤差等問題；高階正弦擬合法由

37、于其自身固有的特點(diǎn)，導(dǎo)致計(jì)算量過大不適合于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，相關(guān)分析法可滿足計(jì)算精度，又可以簡化硬件的設(shè)計(jì)， 計(jì)算量也適中，但需經(jīng)濾波消噪環(huán)節(jié)進(jìn)行信號(hào)處理；正弦波參數(shù)法要求整周期采樣，并且無法克服電網(wǎng)諧波和噪聲帶來的影響； 諧波分析法也要求整周期采樣，但可以避免因電網(wǎng)高次諧波對(duì)信號(hào)的影響而造成的誤差，由于該算法的這種特點(diǎn)，使其能夠滿足實(shí)際系統(tǒng)的要求。三、相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)儀組成及基本原理（一）儀器的組成及工作原理電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)系統(tǒng)一般由取樣單元、測(cè)試引線和主機(jī)等部分組成，如圖4-10所示。取樣單元用于獲取電容型設(shè)備的電流信號(hào)或者電壓信號(hào)； 測(cè)試引線用于

38、將取樣單元獲得的信號(hào)引入到主機(jī)；主機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理和分析。圖4-10 容性設(shè)備帶電檢測(cè)儀器組成圖4-11為電容型設(shè)備帶電測(cè)試儀的工作原理框圖，被測(cè)電流信號(hào)Ix和In在經(jīng)過高精度穿心式電流傳感器后，變換為電壓信號(hào)，然后通過自適應(yīng)程控放大器對(duì)其幅度大小進(jìn)行調(diào)理，并經(jīng)過多級(jí)低通濾波器消除高次諧波分量，最終經(jīng)高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（AD對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，通過全數(shù)字化的諧波分析法求取基波信號(hào)的幅值和相位，從而計(jì)算出相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值等參量。圖4-11 電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電測(cè)試儀的工作原理圖（二）儀器應(yīng)具備的主要功能及技術(shù)指標(biāo)1、主要功能在不影響電容型設(shè)備正常運(yùn)行條件下

39、，帶電檢測(cè)電容型設(shè)備的相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值，應(yīng)主要具備以下功能：（1）取樣單元串接在電容型設(shè)備接地線上，應(yīng)具備必要的保護(hù)措施（如二極管和放電間隙），以防止意外（如測(cè)量引線斷開）導(dǎo)致設(shè)備末屏（或低壓端）開路，并能夠承受過電壓的沖擊；（2） 測(cè)試儀器提供絕對(duì)測(cè)量法和相對(duì)測(cè)量法兩種測(cè)量模式，現(xiàn)場(chǎng)使用操作靈活、 方便；（3） 測(cè)試儀器內(nèi)置大功率蓄電池，充滿電后至少能夠連續(xù)工作4小時(shí)以上；（4）測(cè)試儀器具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、導(dǎo)入 /導(dǎo)出和查詢功能；（5）測(cè)試儀器具備自校驗(yàn)儀功能，測(cè)量時(shí)自動(dòng)發(fā)送工頻小電流校驗(yàn)信號(hào)給兩個(gè)通道的 電流傳感器檢查測(cè)試儀是否工作正常、測(cè)試精度是否滿足要求。2、主要技術(shù)指標(biāo)（1）環(huán)

40、境適應(yīng)能力 環(huán)境溫度：-10 C+55C; 環(huán)境相對(duì)濕度：0%85% 大氣壓力：80kPa110kPa。（2）性能要求電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值帶電測(cè)試系統(tǒng)的性能指標(biāo)需滿足表4-1要求。表4-1相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值帶電測(cè)試系統(tǒng)性能指標(biāo)檢測(cè)參數(shù)測(cè)量范圍測(cè)量誤差要求電流信號(hào)1mA1000mA土（標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)X%+電壓信號(hào)3V 300V土（標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)X%+相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)-11土（標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)絕對(duì)值X %+電容量比值100pF50000pF土（標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)X %+1pF第三節(jié) 相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)及診斷方法、檢測(cè)方法（一）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)滿足的要求1、人員要求（ 1） 熟悉電容型設(shè)備介質(zhì)

41、損耗因數(shù)和電容量比值帶電測(cè)試的基本原理、 診斷程序和 缺陷定性的方法， 了解電容型設(shè)備帶電檢測(cè)儀器的工作原理、 技術(shù)參數(shù)和性能， 掌握帶電檢 測(cè)儀的操作程序和使用方法；（ 2） 了解各類電容型設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、 工作原理、 運(yùn)行狀況和設(shè)備故障分析的基本 知識(shí)；（ 3） 接受過電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值帶電測(cè)試的培訓(xùn)， 具備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 能力；（ 4） 具有一定的現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)， 熟悉并能嚴(yán)格遵守電力生產(chǎn)和工作現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)安全 管理規(guī)定。（ 5） 帶電檢測(cè)過程中應(yīng)設(shè)專人監(jiān)護(hù)。 監(jiān)護(hù)人應(yīng)由有帶電檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)任， 拆裝 取樣單元接口時(shí)， 一人操作， 一人監(jiān)護(hù)。 對(duì)復(fù)雜的帶電檢測(cè)或在相距較遠(yuǎn)的幾個(gè)位

42、置進(jìn)行工 作時(shí)， 應(yīng)在工作負(fù)責(zé)人指揮下， 在每一個(gè)工作位置分別設(shè)專人監(jiān)護(hù)。 帶電測(cè)試人員在工作中 應(yīng)思想集中，服從指揮。2、安全要求（ 1） 應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家電網(wǎng)安監(jiān) 2009664 號(hào)國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（變 電部分）試行 的相關(guān)要求；帶電檢測(cè)過程中，按照安規(guī)要求應(yīng)與帶電設(shè)備保持足夠的安全 距離。（ 2） 應(yīng)有專人監(jiān)護(hù)， 監(jiān)護(hù)人在檢測(cè)期間應(yīng)始終行使監(jiān)護(hù)職責(zé)， 不得擅離崗位或兼職 其他工作；（3）防止設(shè)備末屏 （或低壓端 ） 開路。取樣單元引線連接牢固，符合通流能力要求； 試驗(yàn)前應(yīng)檢查電流測(cè)試引線導(dǎo)通情況；測(cè)試結(jié)束保證末屏（或低壓端 ）可靠接地。（ 4） 從電壓互感器獲取二次電壓信號(hào)時(shí)應(yīng)

43、防止短路。（ 5） 帶電檢測(cè)測(cè)試專用線在使用過程中， 嚴(yán)禁強(qiáng)力生拉硬拽或擺甩測(cè)試線， 防止誤 碰帶電設(shè)備。3、檢測(cè)條件要求（ 1） 被試設(shè)備已安裝取樣單元，滿足帶電測(cè)試要求；（ 2） 雨、雪、大霧等惡劣天氣條件下避免戶外檢測(cè)，雷電時(shí)嚴(yán)禁帶電測(cè)試；（ 3） 被測(cè)設(shè)備表面應(yīng)清潔、干燥；（ 4） 采用相對(duì)測(cè)量法時(shí)， 應(yīng)注意相鄰間隔對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響， 記錄被試設(shè)備相鄰間 隔帶電與否。4、檢測(cè)周期要求（1）110（66）kV 及以上電壓等級(jí)的電容型設(shè)備投運(yùn)后一個(gè)月內(nèi)進(jìn)行一次相對(duì)介質(zhì) 損耗因數(shù)和電容量比值的帶電測(cè)試，記錄作為初始數(shù)據(jù)；（2）110（66）kV 及以上電壓等級(jí)的電容型設(shè)備帶電測(cè)試每 1-2

44、年測(cè)試一次；（ 3） 必要時(shí)。（二）參考設(shè)備的選擇 選擇合適的參考設(shè)備對(duì)于電容型設(shè)備帶電檢測(cè)至關(guān)重要，應(yīng)遵循以下原則： 1、采用相對(duì)值比較法，基準(zhǔn)設(shè)備一般選擇停電例行試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定的設(shè)備；2、宜選擇與被試設(shè)備處于同一母線或直接相連母線上的其它同相設(shè)備，宜選擇同類型 電容型設(shè)備；如同一母線或直接相連母線上無同類型設(shè)備，可選擇同相異類電容型設(shè)備；3、雙母線分裂運(yùn)行的情況下，兩段母線下所連接的設(shè)備應(yīng)分別選擇各自的參考設(shè)備進(jìn) 行帶電檢測(cè)工作；4、選定的參考設(shè)備一般不再改變，以便于進(jìn)行對(duì)比分析。（三）現(xiàn)場(chǎng)帶電檢測(cè)流程及注意事項(xiàng)1、工作前準(zhǔn)備（1）工作前應(yīng)辦理變電站第二種工作票，并編寫電容型設(shè)備帶電檢測(cè)

45、作業(yè)指導(dǎo)書、現(xiàn) 場(chǎng)安全控制卡和工序質(zhì)量卡；（ 2）試驗(yàn)前應(yīng)詳細(xì)掌握被試設(shè)備和參考設(shè)備歷次停電試驗(yàn)和帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)、歷史缺陷、家族性缺陷、不良工況等狀態(tài)信息；（ 3）準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)工作所使用的工器具和儀器儀表， 必要時(shí)需要對(duì)帶電檢測(cè)儀器進(jìn)行充電。2、測(cè)試前準(zhǔn)備（1）帶電檢測(cè)應(yīng)在天氣良好條件下進(jìn)行， 確認(rèn)空氣相對(duì)溫度應(yīng)不大于 80%。環(huán)境溫度 不低于5C,否則應(yīng)停止工作；（2）選擇合適的參考設(shè)備，并備有參考設(shè)備、被測(cè)設(shè)備的停電例行試驗(yàn)記錄和帶電 檢測(cè)試驗(yàn)記錄；（3）核對(duì)被試設(shè)備、參考設(shè)備運(yùn)行編號(hào)、相位，查看并記錄設(shè)備銘牌；（4）使用萬用表檢查測(cè)試引線，確認(rèn)其導(dǎo)通良好，避免設(shè)備末屏或者低壓端開路；（5）開機(jī)

46、檢查儀器是否電量充足，必要時(shí)需要使用外接交流電源。3、接線與測(cè)試（ 1） 將帶電檢測(cè)儀器可靠接地，先接接地端再接儀器端，并在其兩個(gè)信號(hào)輸入端連接好測(cè)量電纜；（ 2） 打開取樣單元，用測(cè)量電纜連接參考設(shè)備取樣單元和儀器In 端口，被試設(shè)備取樣單元和儀器 Ix 端口。按照取樣單元盒上標(biāo)示的方法，正確連接取樣單元、測(cè)試引線和主 機(jī)，防止在試驗(yàn)過程中形成末屏或低壓端開路；（ 3） 打開電源開關(guān)，設(shè)置好測(cè)試儀器的各項(xiàng)參數(shù)；（ 4） 正式測(cè)試開始之前應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)試，當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定時(shí)，停止測(cè)量，并記錄、 存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)；如需要，可重復(fù)多次測(cè)量，從中選取一個(gè)較穩(wěn)定數(shù)據(jù)作為測(cè)試結(jié)果；（ 5） 測(cè)試數(shù)據(jù)異常時(shí)，首

47、先應(yīng)排除測(cè)試儀器及接線方式上的問題，確認(rèn)被測(cè)信號(hào)是 否來自同相、同電壓的兩個(gè)設(shè)備，并應(yīng)選擇其他參考設(shè)備進(jìn)行比對(duì)測(cè)試。4、記錄并拆除接線（1）測(cè)試完畢后，參考設(shè)備側(cè)人員和被試設(shè)備側(cè)人員合上取樣單元內(nèi)的刀閘及連接壓 板。儀器操作人員記錄并存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)、溫度、空氣濕度等信息；（2）關(guān)閉儀器，斷開電源，完成測(cè)量；（3）拆除測(cè)試電纜，應(yīng)先拆設(shè)備端，后拆儀器端；（4）恢復(fù)取樣單元，并檢查確保設(shè)備末屏或低壓端已經(jīng)可靠接地；（5）拆除儀器接地線，應(yīng)先拆儀器端，再拆接地端。5、其它注意事項(xiàng)（1）采用同相比較法時(shí)，應(yīng)注意相鄰間隔帶電狀況對(duì)測(cè)量的影響，并記錄被試設(shè)備相 鄰間隔帶電與否；（2）采用相對(duì)值比較法，帶電檢

48、測(cè)單根測(cè)試線長度應(yīng)保證在15 米以內(nèi)。（3）對(duì)于同一變電站電容型設(shè)備帶電檢測(cè)工作宜安排在每年的相同或環(huán)境條件相似的 月份，以減少現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度和空氣相對(duì)濕度的較大差異帶來數(shù)據(jù)誤差。二、診斷方法電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值帶電檢測(cè)屬于微小信號(hào)測(cè)量， 受現(xiàn)場(chǎng)干擾等多種 因素的制約， 其準(zhǔn)確性和分散性與停電例行試驗(yàn)相比都較大， 因此不能簡單通過閾值判斷設(shè) 備狀態(tài)容易造成誤判， 應(yīng)充分考慮歷史數(shù)據(jù)和停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比較和橫向比較， 對(duì)設(shè) 備狀態(tài)做出綜合判斷。1、縱向比較對(duì)于在同一參考設(shè)備下的帶電測(cè)試結(jié)果， 應(yīng)符合 電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 （試行） 的相關(guān)要求，如表 1 所示。被試設(shè)備測(cè)試項(xiàng)目

49、要求電容型套管電容型電流互感器電容式電壓互感器耦合電容器相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)（1）正常：變化量w（2）異常：變化量且三（3 ）缺陷：變化量電容量比值（1）正常：初值差W5%（2）異常：初值差5%且W20%（3 ）缺陷：初值差20%2、橫向比較（1）處于同一單元的三相電容型設(shè)備，其帶電測(cè)試結(jié)果的變化趨勢(shì)不應(yīng)有明顯差異;（2）必要時(shí)，可依照公式4-25和4-26，根據(jù)參考設(shè)備停電例行試驗(yàn)結(jié)果，把相對(duì)測(cè)量法得到的相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值換算成絕對(duì)量，并參照Q/GDW 168輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程中關(guān)于電容型設(shè)備停電例行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（如表4-5所示），判斷其絕緣狀況；tan XS =tan( xS S

50、N)+ tan nS(4-25)Cxo =Cx/Cn X Cno(4-26)其中：tan S xo 換算后的被試設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)絕對(duì)量；tan S no 參考設(shè)備最近一次停電例行試驗(yàn)測(cè)得的介質(zhì)損耗因數(shù); tan（xSS）:帶電測(cè)試獲得的相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)；Cxo 換算后的被試設(shè)備電容量絕對(duì)量；Cno 參考設(shè)備最近一次停電例行試驗(yàn)測(cè)得的電容量；Cx/Cn 帶電測(cè)試獲得的相對(duì)電容量比值。要求表4-5輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程中關(guān)于電容型設(shè)備停電試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備類型電容型電流互感器（固體絕緣或油紙絕緣）Um (kv)126/252/363> 550tan Swww1. 電容量初值差不超過土 5%（

51、警示值）;2. 介質(zhì)損耗因數(shù)tan S滿足下表要求（注意值）聚四氟乙烯纏繞絕緣：w1. 電容量初值差不超過土 2%（警示值）電容式電壓互感器2. 介質(zhì)損耗因數(shù)：w （油紙絕緣）（注意值）；w （膜紙復(fù)合）（注意值）變壓器電容型套管1. 電容量初值差不超過土 5%（警示值）；2. 介質(zhì)損耗因數(shù)符合以下要求：500kV 及以上三（注意值）； 其他（注意值）：油浸紙：w；聚四氟乙烯纏繞絕緣：W；樹脂浸紙：W；樹脂粘紙（膠紙絕緣）：w耦合電容器1. 電容量初值差不超過土 5%（警示值）；2. 介質(zhì)損耗因數(shù)：膜紙復(fù)合w,油浸紙w （注意值）（3）對(duì)于電容式電壓互感器，受其電磁單元結(jié)構(gòu)及參數(shù)等因素影響，測(cè)

52、得的介質(zhì)損耗差值可能較大，可通過歷次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合比較，根據(jù)其變化趨勢(shì)做出判斷；（4）數(shù)據(jù)分析還應(yīng)綜合考慮設(shè)備歷史運(yùn)行狀況、同類型設(shè)備參考數(shù)據(jù)，同時(shí)參考其他帶電測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果， 如油色譜試驗(yàn)、紅外測(cè)溫以及高頻局部放電測(cè)試等技術(shù)手段進(jìn)行綜合 分析。第四節(jié) 典型相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)案例分析1.【案例1】某220kV電流互感器典型案例分析（1）案例概述2010年8月4日，在對(duì)某220kV變電站電流互感器開展相對(duì)介損電容量帶電檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)212單元A相電流互感器相對(duì)介損值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同單元B、C兩相，但電容量未發(fā)現(xiàn)異常；油色譜數(shù)據(jù)顯示總烴含量嚴(yán)重超標(biāo)，并有乙炔出現(xiàn)；解體后發(fā)現(xiàn)電容屏上出現(xiàn)X蠟。

53、該電流互感器基本參數(shù)：型號(hào)：LB9-220W ;額定電流比：2 X 600/1A ;出廠日期：2005年7月6日；投運(yùn)日期：2005年12月21日。（2）帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)分析212單元ABC三相電流互感器相對(duì)介損電容量歷年帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)見表4-6。表4-6212單元電流互感器帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)試驗(yàn)時(shí)間基準(zhǔn)單兀試驗(yàn)數(shù)據(jù)A相B相C相2010-8-42132009-7-21213被測(cè)212單元及基準(zhǔn)213單元?dú)v史停電數(shù)據(jù)見表4-7。表4-7歷史停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)單元試驗(yàn)時(shí)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)A相B相C相2132008-10-112122008-10-12796pF1）縱向分析。212單元A相2010年帶電測(cè)試相對(duì)介損值較200

54、9年增長為，變化量超過，達(dá)到缺陷標(biāo)準(zhǔn)。電容量變化（）/=%，電容量未見異常。2） 橫向分析。B、C相兩年的帶電測(cè)試數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，但A相相對(duì)介損值有較明顯的增長，與B、C相變化趨勢(shì)明顯不同。3）對(duì)相對(duì)值進(jìn)行換算。參考基準(zhǔn)單元停電例行試驗(yàn)結(jié)果，將帶電測(cè)試結(jié)果換算到絕對(duì)量，其中介損為+=，與歷史數(shù)據(jù)比較有明顯增長，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了狀態(tài)檢修規(guī)程給出的標(biāo)準(zhǔn)注意值；電容量，與歷史數(shù)據(jù)（796pF）變化不大。綜合以上分析，初步判斷 212A相相對(duì)介損值明顯超標(biāo)，設(shè)備內(nèi)部存在缺陷。（3）綜合分析1）油色譜試驗(yàn)對(duì)212A相進(jìn)行油色譜分析，發(fā)現(xiàn)總烴含量明顯超標(biāo)， 并有乙炔出現(xiàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4-8。表4-8212A相電流互感器油色譜數(shù)據(jù)（單位：卩L/L ）測(cè)試時(shí)間CHQH4C2H6C2H2違COCQC1+C2微水2010-8-420mg/L三比值編碼為110,初步判斷為內(nèi)部存在低能量放電性故障。2）停電介損及電容量試驗(yàn)212單元A