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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tgδ的测量，习惯上简称“介损试验”。 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， 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Ì是由通过R的有功电流ÌR和通过C的无功电流ÌC所组成。ÌR流过电阻R所产生的功率代表全部的介质损耗, ÌR越大,介质损耗越大。由ÌR 、ÌC和Ì所组成的相量图如3-1(c)所示，从图中可以看出ÌR的大小与Ì和ÌC之间的夹角δ有关，δ越大，ÌR越大，因此，称δ为介质损失角。从图中可得出：介质损耗P与介质损失角δ之间有如下的关系式： ÌR=U/R ÌC=U/XC=ωCU tgδ=ÌR /ÌC=1/ωCR P=UÌR= UÌCtgδ==UωCUtgδ=U2ωCtgδ 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 ω——电源角频率 从上述关系式可以看出，通过测量tgδ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AI—6000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。 AI—6000一体机应用于现场抗干扰测量，内置了介损电桥、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tgδ；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500V—10V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、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： 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（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 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tgδ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，否则将使电场分布改变，会得出错误的测量结果。 2. tgδ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tgδ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tgδ必然大于其中最小的，而小于其中最大的，一般可认为，综合tgδ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tgδ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tgδ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tgδ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tgδ=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tgδ=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tgδ值，并绘出tgδ=f(U)的曲线，即能判断出绝缘状况。 |
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介损试验
时间:2014-02-08 16:04来源: 作者:鄂电电力 点击:
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