第三章電氣設備絕緣特性的檢測和診斷3-1絕緣電阻和吸收比的測量3-2泄漏電流的測量3-3介質損失角正切值的測量3-4局部放電的測量3-5絕緣油實驗3-6交流耐壓實驗3-7直流耐壓試驗一、試驗目的與特點1、介質損耗角正切的概念。3-3介質損失角正切值的測量tanδ——反映絕緣介質在交流電壓作用下，介質中有功電流分量和無功電流分量的比值，是衡量交流有功損耗大小的特征參數，其值越小，意味著絕緣的介質損耗越小二、介質損耗角正切測量目的有效性（1）受潮；（2）穿透性導電通道（3）絕緣內含氣泡的游離，絕緣分層、脫殼（4）絕緣有臟污、劣化老化；（5）小等值電容被試品存在嚴重局部缺陷局限性對非穿透的局部損壞則不易發現，并且被試絕緣體積越大，反映局部缺陷越發不容易,故對尺寸較大的設備應分解測試。三、介質損耗角正切測量的特點假設集中性缺陷部分的絕緣與良好部分絕緣為并聯關系

結論：對非穿透的局部損壞則不易發現，并且被試絕緣體積越大，反映局部缺陷越發不容易,故對尺寸較大的設備應分解測試。局部缺陷被掩蓋！tgδ如果C4的單位取μf，則在數值上tgδ=C4四、測試設備1、用西林電橋測量tgδ的工作原理西林電橋基于西林電橋微機產品ZX——被試品CN——無損耗標準電容器（真空，約50pf）

R3——可調無感電阻

Z4——無感電阻R4與可調電容C4并聯高壓臂，在電橋外低壓臂，在電橋本體內2、接線方式（1）正接線特點：被試品兩端均對地絕緣優點：測試誤差較小，測試時較為安全（電橋本體處于低電位）缺點：不便于進行現場測試（現場設備多為一端接地）（2）反接線特點：被試品一端接地優點：便于進行現場測試缺點：測試誤差較大，測試時較危險（電橋本體處于高電位）3、測量時的注意事項（1）無論采用何種接線，電橋本體必須良好接地。（2）應在檢流計靈敏度最低時切合電源（3）應盡量解體測試4、影響測量結果的主要因素（1）外界電場干擾（2）外界磁場干擾（3）溫度的影響（4）試驗電壓的影響現場測試電壓一般取10KV（5）被試品電容量的影響（6）表面泄漏電流的影響測試前應清除絕緣表面的積污和水分，必要時可在絕緣表面安裝屏蔽環5、減小誤差的措施（1）加設屏蔽（2）采用移相電源（可消除同頻率的電場干擾）通過改變試驗電源的相位，使得與干擾源反相（3）采用倒相法將電源正接、反接各測一次（4）采用數字濾波技術時域信號→頻域信號→采用軟件技術濾除干擾信號→計算tgδ真實值TE2000抗干擾介質損耗全自動測試儀信號輸入接地柱電源插座及電源開關高壓輸出指示燈電流表過流開關高壓輸出端口可以拖地使用的高壓線電力變壓器高壓側對低壓側現場試驗試品試驗方法試驗電壓高壓輸出測量端屏蔽接地C1反接法1kV低壓線圈地高壓線圈外殼C2正接法10kV高壓線圈低壓線圈外殼C3反接法10kV高壓線圈地低壓線圈外殼電力變壓器介損測試等值電路

電力變壓器介損試驗接線3C2C1C3C2C1C3C2C1C高壓繞組低壓繞組高壓繞組高壓繞組低壓繞組低壓繞組（a）高壓繞組-對低壓繞組及地；（b）低壓繞組-對高壓繞組及地；（c）高、低壓繞組-對地(a)(b)(c)1.三比較法2.繞組的tgδ在20℃時不大于下列數值：330～500kV為0.6%；66～220kV為0.8%；35kV及以下為1.5%3.除tanδ值以外，還應注意CX的變化情況五、測量結果的分析判斷高電壓技術—介質損耗角正切值的測量

導言介質損失角正切值tgδ的測量介質損失角正切值tgδ是設備絕緣品質的重要指標，測量tgδ是判斷電氣設備絕緣狀態的一項靈敏有效的方法。通過測量可以發現電氣設備絕緣整體受潮、劣化變質以及小體積被試品中的嚴重局部性缺陷?；驹?西林電橋1影響測試的主要因素2試驗步驟和注意事項4實操演練6目錄CONTENTS試驗設備及常用接線3試驗數據分析判斷5介質損失角正切值tgδ的測量了解測量介質損耗因數tgδ的基本原理目標領會介質損耗因數tgδ測量的目的和特點掌握測量介質損耗因數tgδ的接線方法和特點知曉影響tgδ測試結果的因素及注意事項能初步分析判斷tgδ的測試結果介質損失角正切值tgδ的測量01基本原理-西林電橋反接法西林電橋是一種交流電橋，配以合適的標準電容器，可在高電壓下測量電氣設備電容值和tgδ值。橋臂1為被試品；Cx、Rx為被試品的電容和電阻；橋臂2為高壓標準電容器；橋臂3、4處在電橋本體內，分別為可調無感電阻和定值無感電阻與可調電容器的并聯支路；G為交流檢流計?；驹?西林電橋反接法正接線時，被試品處于高壓側，兩端均對地絕緣，此時橋體處于低壓側，操作安全方便，測試誤差較??；但不便現場測試。反接線時，被試品一端接地，檢流計G及調節元件R3、C4均處于高壓端，相對不安全不方便，測試誤差較大。但便于現場測試。基本原理-西林電橋02影響測試的主要因素主要因素1.外界電場干擾2.外界磁場干擾3.溫度5.被試品電容量4.試驗電壓6.表面泄漏電流影響測試的主要因素1外界電場的干擾電場干擾的示意圖外界電場干擾主要是干擾電源（包括試驗用高壓電源和試驗現場高壓帶電體）通過帶電設備與被試設備之間的電容耦合造成的。影響測試的主要因素電場干擾時的相量圖當干擾結果使的相量端點落在陰影部分的圓弧上時，tgδ值將變為負值，這時電橋在正常接線下已無法達到平衡，只有把C4從橋臂4換接到橋臂3與R3并聯（即將倒向開關打到-tgδ的位置），才能使電橋平衡，此時：1外界電場的干擾影響測試的主要因素電場干擾時的相量圖為避免干擾，最根本的辦法是盡量離開干擾源，或者加電場屏蔽，即用金屬屏蔽罩或網將被試品與干擾源隔開，并將屏蔽罩與電橋本體相連，以消除的影響，但在現場中往往難以實現。對于同頻率的干擾，還可以采用移相法或倒相法來消除或減小對tgδ的測量誤差。1外界電場的干擾影響測試的主要因素電場干擾時的相量圖測量時將電源正接和反接各測一次，得到兩組測量結果C1、tgδ1和C1、tgδ1，根據這兩組數據計算出電容Cx和tgδ。為分析方便，可假定電源的相位不變，而干擾的相位改變180°，這樣得到的結果與干擾相位不變電源相位改變180°是完全一致的。1外界電場的干擾影響測試的主要因素用倒相法消除干擾的相量圖當干擾不大，即tgδ1與tgδ2相差不大，C1與C2相差不大時：1外界電場的干擾影響測試的主要因素外界磁場干擾主要是測試現場附近有漏磁通較大的設備（電抗器、通信的濾波器等）時，其交變磁場作用于電橋檢流計內的電流線圈回路而造成的。為了消除磁場干擾，可設法將電橋移到磁場干擾范圍以外。若不能做到，則可以改變檢流計極性開關進行兩次測量，用兩次測量的平均值作為測量結果，以減小磁場干擾的影響。2外界磁場的干擾影響測試的主要因素溫度對tgδ占有直接影響，影響的程度隨材料、結構的不同而異。一般情況下，tgδ是隨溫度上升而增加的?，F場試驗時，設備溫度是變化的，為便于比較，應將不同溫度下測得的tgδ值換算至20℃。應當指出，由于被試品真實的平均溫度是很難準確測定的，換算方法也不很準確，故換算后往往有很大誤差，因此，應盡可能在10～30℃的溫度下進行測量。3溫度的影響影響測試的主要因素4試驗電壓的影響tgδ與電壓的關系曲線良好絕緣的tgδ不隨電壓的升高而明顯增加,當絕緣內部有缺陷時，則tgδ將隨試驗電壓的升高而明顯增加。幾種典型的情況：1)曲線1是絕緣良好的情況，其tg

幾乎不隨電壓的升高而增加，僅在電壓很高時才略有增加。2)曲線2為絕緣老化時的示例，在氣隙起始游離之前，tg

比良好絕緣的低，過了起始游離點后則迅速升高，而且起始游離電壓也比良好絕緣的低。影響測試的主要因素tgδ與電壓的關系曲線3)曲線3為絕緣中存在氣隙的示例，在試驗電壓未達到氣體起始游離之前，tg

值穩定，但電壓增高氣隙游離后，tg

急劇增大，曲線出現轉折，當逐步降壓后測量時，由于氣體放電可能已隨時間和電壓的增加而增強，故tg

高于升壓時相同電壓下的值。直至氣體放電終止，曲線才又重合，因而形成閉口環路狀。4試驗電壓的影響影響測試的主要因素tgδ與電壓的關系曲線4)曲線4是絕緣受潮的情況，在較低電壓下，tg

已較大，隨電壓的升高tg

繼續增大，在逐步降壓時，由于介質損失的增大已使介質發熱溫度升高，所以tg

不能與原數值相重合，而以高于升壓時的數值下降，形成開口環狀曲線。4試驗電壓的影響影響測試的主要因素5被試品電容量的影響對電容最較小的設備（套管、互感器、耦合電容器等），測量tgδ能有效地發現局部集中性的和整體分布性的缺陷。但對電容量較大的設備（如大、中型發電機、變壓器，電力電纜，電力電容器等），測量tgδ只能發現絕緣的整體分布性缺陷，因為局部集中性的缺陷所引起的損失增加只占總損失的極小部分。對于可以分解為幾個彼此絕緣的部分的被試品，應解體分別測量其各個部分的tgδ值，這樣能更有效地發現缺陷。影響測試的主要因素6表面泄漏電流的影響被試品表面泄漏可能影響反映被試品內部絕緣狀況的tgδ值。在被試品的Cx較小時需特別注意。為了消除或減小這種影響，測試前將被試品表面擦干凈，必要時可加屏蔽。影響測試的主要因素03介質損耗正切角試驗設備變頻介質損耗因數測試儀介質損耗正切值的工作環境基本都在變電站內，測試干擾十分嚴重時，采用變頻測量能得到準確可靠的結果。變頻介質損耗因數測量儀采用自動變頻在干擾頻率50Hz兩側（45Hz和55Hz）各測一個點，然后推算50Hz頻率下數據。實際上，平均前的兩個介損值已十分接近，即使不平均也完全有參考價值。介質損耗正切角試驗設備正接法、反接法原理接線圖介質損耗正切角試驗設備自激法原理接線圖C1：上節電容，C2：下節電容，δ：C2分壓電容低壓端介質損耗正切角試驗設備04試驗步驟和注意事項1試驗步驟a)將被試品斷電，先充分放電后有效接地。b)檢查電容量及介質損耗測試儀及測試線是否正常，記錄設備油溫等相應參數，對設備外絕緣及小套管等部位進行清潔，防止臟污等問題影響測試數據；c)根據被試品類型及內部結構選擇相應的接線方式。常見設備接線方式：變壓器、油浸倒立式電流互感器采用反接法；油浸正立式電流互感器及分壓電容采用正接法；CVT采用自激法測量；d)將被試品試驗接線并檢查確認接線正確，變壓器、電流互感器等設備非加壓繞組應短路接地。試驗步驟和注意事項e)設置試驗儀器參數。試驗電壓應根據加壓部位的絕緣水平選取，正常采用10kV，若加壓部位為小套管或互感器二次繞組等，應降低電壓至2.0-3.0kV；f)試驗電壓升壓至試驗電壓后讀取電容值和介損值，降壓至零，然后斷開電源；g)將測試數據與初值進行比對，確認無誤后對充分放電后拆線，恢復被試設備試驗前接線狀態，結束試驗。若試驗數據異常，應排除試驗接線，表面臟污等各種影響因素后重新按照以上步驟開展測試，直至確認數據的正確性。1試驗步驟試驗步驟和注意事項2注意事項a)測試時記錄現場溫度及空氣濕度。b)被試品連同油浸繞組測量溫度以上層油溫為準，盡量使每次測量的溫度相近，且應在變壓器上層油溫低于50℃時測量，不同溫度下的tanδ值應換算到同一溫度下進行c)測試完成切斷高壓電源并對被試品充分放電，在再次升壓前，先取下放電棒，防止帶接地放電棒升壓。d)測試過程中測試設備和被試品外殼必須良好接地。e)測試數據超標時應考慮被試品表面污穢、環境濕度等因素，必要時可對被試品表面進行清潔或干燥處理后重新測量。試驗步驟和注意事項05試驗數據分析判斷1電力變壓器介質損耗因數與歷年的數值比較不應有顯著變化（一般不大于30%），20℃時的tanδ按下表進行判斷Um（kV）35及以下66-220220330-50020℃時tanδ0.0150.0080.0080.006試驗數據分析判斷2高壓套管套管測得的tanδ(%)按下表進行綜合判斷；電容型套管的電容值與出廠值或上一次試驗值的差別超出±5%時應查明原因。Um（kV）20-3566-110220-500充油型0.0350.015/油紙電容型0.0100.0100.008充膠型0.0350.020/膠紙電容型0.0300.0150.010膠紙型0.0350.020/試驗數據分析判斷3電流互感器1）電容量初值差不超過±5%（警示值）2）運行中介質損耗因數tanδ不大于下表的數值要求（注意值）且與歷年數據相比不應有顯著變化。Um（kV）20-3566-110220330-500油紙電容型/0.010.0080.007充油型0.0350.025//膠紙電容型0.030.025//當電容型電流互感器末屏對地絕緣電阻小于1000MΩ時，應測量末屏對地tanδ，其值不大于2%試驗數據分析判斷4電壓互感器1）電磁式電壓互感器介質損耗因數tanδ不大于下表數值要求2）電容式電壓互感器a）電容量偏差不超過額定值的-5%至+10%。b）介質損耗因數tanδ：≤0.005（油紙絕緣）≤0.002（膜紙復合）溫度（℃）51020304035kV及以下0.020.0250.0350.0550.08