介質(zhì)損耗試驗

1、電容和介質(zhì)損耗測量一 試驗?zāi)康臏y量介質(zhì)損耗的目的是判斷電氣設(shè)備的絕緣狀況。測量介質(zhì)損耗因數(shù)在預(yù)防性試驗中是不可缺少的項目。因為電氣設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)太大，會使設(shè)備絕緣在交流電壓作用下，許多能量以熱的形式損耗，產(chǎn)生的熱量將升高電氣設(shè)備絕緣的溫度，使絕緣老化，甚至造成絕緣熱擊穿。絕緣能力的下降直接反映為介質(zhì)損耗因數(shù)的增大。進(jìn)一步就可以分析絕緣下降的原因，如：絕緣受潮、絕緣油受污染、老化變質(zhì)等等。所以，在出廠試驗時要進(jìn)行介質(zhì)損耗的試驗，運行中的電氣設(shè)備亦要進(jìn)行此種試驗。測量介質(zhì)損耗的同時，也能得到試品的電容量。電容量的明顯變化，反映了多個電容中的一個或幾個發(fā)生短路、斷路。二 概念及原理介質(zhì)損耗是絕緣材

2、料在電場作用下，由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)，在其內(nèi)部引起的能量損耗。也叫介質(zhì)損失，簡稱介損。在交流電壓作用下，電介質(zhì)內(nèi)流過的電流相量和電壓相量之間的夾角為功率因數(shù)角()，而余角()簡稱介損角。介質(zhì)損耗正切值又稱介質(zhì)損耗因數(shù)，是指介質(zhì)損耗角正切值，簡稱介損角正切。介質(zhì)損耗因數(shù)（）的測量在電氣設(shè)備制造、絕緣材料電氣性能的鑒定、絕緣的試驗等都是不可缺少的。因為測量絕緣介質(zhì)的值是判斷絕緣情況的一個較靈敏的試驗方法。在交流電壓作用下，絕緣介質(zhì)不僅有電導(dǎo)的損耗，還有極化損耗。介質(zhì)損耗因數(shù)的定義如下:    如果取得試品的電流相量 和電壓相量 ，則可以得到如下相量圖：總電

3、流可以分解為電容電流Ic和電阻電流IR合成，因此：這正是損失角=(90°-)的正切值。因此現(xiàn)在的數(shù)字化儀器從本質(zhì)上講，是通過測量或者得到介損因數(shù)。有的介損測試儀習(xí)慣顯示功率因數(shù)(PF:cos)，而不是介質(zhì)損耗因數(shù)(DF:tg)。一般cos<tg，在損耗很小時這兩個數(shù)值非常接近。三 試驗方法 根據(jù)試品的具體情況確定試驗接線方式方法。試驗方法有外施和內(nèi)施兩種。外施是使用外部高壓試驗電源和標(biāo)準(zhǔn)電容器進(jìn)行試驗，對介損儀的示值按一定的比例關(guān)系進(jìn)行計算得到測量結(jié)果的方法。內(nèi)施是使用介損儀內(nèi)附高壓電源和標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行試驗，直接得到測量結(jié)果的方法。試驗的接線方式有正接線和反接線兩種。正接線是用于測

4、量不接地試品的方法，測量時介損儀測量回路處于地電位，而反接線是用于測量接地試品的方法，測量時介損儀測量回路處于高電位，他與外殼之間承受全部試驗電壓。參考接線方式：1 正接線、內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容、內(nèi)高壓（常規(guī)正接線）：2 反接線、內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容、內(nèi)高壓（常規(guī)反接線）：3 正接線、外標(biāo)準(zhǔn)電容、內(nèi)高壓：4 反接線、外標(biāo)準(zhǔn)電容、內(nèi)高壓：5 正接線、內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容、外高壓：6 反接線、內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容、外高壓：四 使用儀器及工作原理 高壓介質(zhì)損耗測量儀（簡稱介損儀）是指采用電橋原理，應(yīng)用數(shù)字測量技術(shù)，對介質(zhì)損耗角正切值和電容量進(jìn)行自動測量的一種新型儀器。一般包含高壓電橋、高壓試驗電源和高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器三部分。現(xiàn)常用介損儀有西林

5、型和M型兩種。（1）西林電橋調(diào)節(jié)R3、C4使電橋平衡，此時a、b兩點電壓相等，即R3、C4兩端電壓相等。因為交流電路中電容阻抗為 。電路中R4、C4的并聯(lián)阻抗為兩者倒數(shù)和的倒數(shù)按阻抗元件分壓原理，不難得到：兩邊取倒數(shù)得：按復(fù)數(shù)相等實部、虛部分別相等的規(guī)定得到按串連模型介損定義：由于R4是固定的可以從C4刻度盤上讀出介損，通過R3、R4、Cn可以計算Cx。（2）M型電橋?qū)⒃嚻犯臑椴⒙?lián)模型。注意到Ir與Icx、Icn差90度：調(diào)節(jié)R4使Uw最小。這時IcnR4=IcxR3, Uw=IrR3，因此：    由于a、b間電壓沒有完全抵消，因此M型電橋也稱為不平衡電橋。Uw

6、測量的是絕對值，小介損時電壓很低，難以保證測量精度。本公司使用的介損儀AI-6000型。AI-6000使用西林電橋，利用變頻抗干擾原理，采用傅立葉變化數(shù)字波形分析技術(shù)，對標(biāo)準(zhǔn)電流和試品電流進(jìn)行計算，抑制干擾能力強，測量結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定。AI-6000介損儀的主要技術(shù)指標(biāo)準(zhǔn)確度：電容量CX： ±（讀數(shù)×1%+1pF） 介質(zhì)損耗因數(shù)tg： ±（讀數(shù)×1%+0.00040） CX范圍：內(nèi)置高壓3pF60000pF/10kV 60pF1F/0.5kV 外加高壓3pF0.3F/10kV 分辨率：最高0.001pF，4 位有效數(shù)字tg范圍：不限，分辨率：0.001% 電

7、容、電感、電阻三種試品自動識別。試驗電流范圍：10A1A 內(nèi)施高壓：設(shè)定范圍：0.510kV 最大輸出電流：200mA 測量時間：約30 秒（與測量方式有關(guān)）輸入電源：180V270VAC，50Hz/60Hz±1%（市電或發(fā)電機供電）抗干擾指標(biāo)：在200%干擾（即I 干擾/I 試品2）下仍能達(dá)到上述準(zhǔn)確度注： 抗干擾指標(biāo)為滿足儀器準(zhǔn)確度的前提下，干擾電流與試驗電流的最大比例，比例越大，抗干擾性能越好。在介質(zhì)損耗測量中常見抗干擾方法有三種： 倒相法、移相法和變頻法。AI-6000采用變頻法抗干擾，同時支持倒相法測量。五：試驗過程1 施加測量電壓前準(zhǔn)備工作：11 按該測量設(shè)備的使用說明書

8、進(jìn)行接線，并檢查是否正確。12 檢查主橋與放大器及自動跟蹤聯(lián)線，是否正確。13 CX試品及CN標(biāo)準(zhǔn)，電纜長度，由測量電壓決定。14 電橋要有良好的接地線。15 指示表調(diào)好機械指零。16 指示器靈敏度撥段開關(guān)旋轉(zhuǎn)到最小位置。17 檢查橋臂電阻器與試品的電容及測量電壓是否適應(yīng)。18 橋臂電阻測量電流不得超過電路規(guī)定的最大電流強度。19 電橋C4、R3，R4旋鈕放在試樣估算的位置上。2 試驗操作步驟：21 接通電源，觀察放電管有無放電現(xiàn)象，如有放電現(xiàn)象則必須切除電源，檢查原因，消除故障。22 接通電源開關(guān)，將放大器與自動跟蹤器予熱5-10分鐘。23 稍加電壓及低靈敏度下，電橋進(jìn)行予平衡。24 在工作

9、電壓下，將變換開關(guān)置橋體位置，從高檔開始反復(fù)調(diào)整R4、C4旋鈕，使指零儀指示趨零，順時針旋轉(zhuǎn)靈敏度開關(guān)，逐漸增高靈敏度，細(xì)調(diào)R4及C4，使指零儀歸零，然后將變換開關(guān)置到屏蔽位置，觀察輔助支路歸零情況。25 通過以上測量步驟后，指示儀在較高的靈敏率為零時，讀取數(shù)值，并記錄。并且測量不用分流器時，介質(zhì)損耗率計算公式為： 電容公式為： 3 試品測量完畢后將電壓降到零并分閘，試驗人員進(jìn)入試驗場地對試品放電后，方可接觸試品。六結(jié)果評判在排除外界干擾，正確地測出值后，還需對的數(shù)值進(jìn)行正確的分析。值與介質(zhì)的溫度、濕度、內(nèi)部有無氣泡、缺陷部分體積等有關(guān)。以及電容量的合格范圍參看有關(guān)產(chǎn)品試驗標(biāo)準(zhǔn)或運行規(guī)程。1

10、溫度的影響溫度對有直接影響。一般情況，隨溫度上升而增加。因此為便于比較，應(yīng)將各種溫度下測量結(jié)果都換算至20下的數(shù)值。應(yīng)當(dāng)指出，由于試品的真實的平均溫度是很難準(zhǔn)確測定的，換算系數(shù)也是近似的，仍有很大的誤差。因此，盡可能在1030的溫度下進(jìn)行測量。有些絕緣材料的溫度低于某一臨界值時，其可能隨溫度的降低而上升。故過低的溫度下測出的不能反映真實的絕緣情況。測量應(yīng)在不低于5時進(jìn)行。2 試驗電壓影響良好絕緣的不遂電壓的變化而明顯變化，若絕緣中確有缺陷，則其將隨電壓的升高而明顯增加。3 測量與試品電容的關(guān)系對電容較小的設(shè)備，測能有效地發(fā)現(xiàn)局部集中性和整體分布性的缺陷。但對于大電容量的設(shè)備，測只能發(fā)現(xiàn)絕緣整體

11、分布性缺陷。事實上，設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)總是由許多部件構(gòu)成并包含多種材料，可看成是由許多串并聯(lián)回路所組成。 七 常見問題和注意事項常見問題： 試品尺寸較大，各部分開用分別試驗時，應(yīng)單獨測量各部分的介質(zhì)損耗，以提高發(fā)現(xiàn)缺陷的靈敏度。 現(xiàn)場試驗時，若沒有高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，可用較小、數(shù)值已知、且電容量合適的其它高壓電氣設(shè)備來代替，這時被試品的值為數(shù)值已知的與電橋上讀數(shù)之和。 外界有電場干擾時，將使電橋無法平衡或帶來嚴(yán)重誤差。在現(xiàn)場試驗時，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離漏磁大的設(shè)備。檢流計要注意磁屏蔽，必要時可將檢流計的極性轉(zhuǎn)換開關(guān)倒換一下，取兩次讀數(shù)的平均值。 被試品和標(biāo)準(zhǔn)電容器的高壓連接線不應(yīng)出現(xiàn)電暈，否則tg增高；被試品的測量極的外部絕緣有臟污或受潮，將分流流過橋體的電流，導(dǎo)致tg偏小甚至出現(xiàn)負(fù)值。注意事項： 檢查各種接線是否正確，絕緣距離一定要能耐受試驗電壓值。 儀器測量電纜通用，建議用高壓線連接此插座。高壓插座和高壓線有危險電壓，絕對禁止碰觸高壓插座、電纜、夾子和試品帶電部位！確認(rèn)斷電后接線，測量時務(wù)必遠(yuǎn)離！ 應(yīng)保證高壓線與試品高壓端零電阻連接