探討電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/span>
介質(zhì)損耗因數(shù)試驗(yàn)，全稱為介質(zhì)損耗角正切值tanδ試驗(yàn)，介質(zhì)損耗角正切值tanδ簡稱介損值，也稱為介質(zhì)損耗因數(shù)。在絕緣預(yù)防性試驗(yàn)中，介損試驗(yàn)是一種使用較多，而且是判斷絕緣性能較為有效的方法?！?/span>

在交流電壓的作用下，流過介質(zhì)的電流由無功電流Ic和有功電流Ir兩部分組成。當(dāng)電器設(shè)備的絕緣普遍受潮，臟污或老化以及絕緣中有氣隙發(fā)生局部放電時(shí)，流過絕緣的有功電流分量Ir將增加，tanδ也增大。這樣通過測量絕緣的tanδ值，可以反映出整個(gè)絕緣的分布性缺陷。如果絕緣內(nèi)的缺陷不是分布性的，而是集中性的，則測量tanδ的方法有時(shí)反映就不是很靈敏。

所以介質(zhì)損耗因數(shù)試驗(yàn)?zāi)鼙容^靈敏地發(fā)現(xiàn)中小型電容量電氣設(shè)備的絕緣整體受潮、老化、油質(zhì)劣化和缺陷，也能非常靈敏地發(fā)現(xiàn)絕緣油質(zhì)量的優(yōu)劣。但是對大容量的電氣設(shè)備，當(dāng)缺陷所占面積較小時(shí)，靈敏度較低，難以發(fā)現(xiàn)集中缺陷，因此對大型電力變壓器測量整體介質(zhì)損耗因數(shù)以后，還應(yīng)單獨(dú)測量電容型套管的介質(zhì)損耗因數(shù)。

二、試驗(yàn)方法

介質(zhì)損耗測試儀常規(guī)接線方式有正接法和反接法兩種。

（1）正接法

正接線原理如圖所示（測試圖），正接線時(shí)，交流高電壓由被試品Zx的一端加入，電橋處于低壓端，操作比較安全方便，而且電橋內(nèi)部不受強(qiáng)電場干擾，所以準(zhǔn)確度較高。采用這種接線，被試品一端接高壓，另一端接至電橋的低壓端，被試品必須與地絕緣。現(xiàn)場對有“末屏”的電氣設(shè)備（如電流互感器，電容式電壓互感器，套管，耦合電容器等），都采用正接線進(jìn)行測量。

（2）反接法

反接線原理如圖所示（測試圖），反接線時(shí)，交流高壓從電橋的地端加入，被試品一端接電橋測量端，另一端接地。反接法在現(xiàn)場一般用于被試品無“末屏”的電氣設(shè)備（如變壓器，分級絕緣的電壓互感器等）。

（3）自激法

自激法原理如圖所示（測試圖），自激法主要用在電容式電壓互感器中，由于其電容分壓器和電磁單元合裝在一個(gè)瓷套內(nèi)，無法使用電磁單元同電容分壓器兩端斷開。其本質(zhì)還是常規(guī)的正接法和反接法，高壓改由中間變壓器T1勵(lì)磁加壓（一般選擇額定輸出容量最大的二次繞組加壓），測量C1和C2采用常規(guī)正接法， 測量中間變壓器采用反接法。

三、影響因素

絕緣介質(zhì)的tanδ值除受試品本身的絕緣狀況，結(jié)構(gòu)，介質(zhì)材料，有無分布性缺陷以及電磁場干擾等影響外（不考慮頻率的影響，是因?yàn)橥饧与妷侯l率基本不變），還受到以下因素的影響。

1、溫度的影響

溫度對tanδ的測量影響較大，影響的程度隨試品絕緣材料，結(jié)構(gòu)及本身絕緣狀況的不同而異。一般情況下，tanδ是隨溫度上升而增加的，現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備溫度是變化的，為便于比較，應(yīng)將不同溫度下測得的tanδ值換算到20℃。

有些絕緣材料在溫度低于某一臨界值時(shí)，其tanδ可能隨溫度的降低而上升；而潮濕的材料在0℃以下時(shí)水分凍結(jié)，tanδ會(huì)降低。所以過低溫度下測得的tanδ不能反映真實(shí)的絕緣狀況，容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。因此測量tanδ應(yīng)在不低于5℃時(shí)進(jìn)行。

2、濕度和臟污的影響

tanδ與濕度的關(guān)系很大。介質(zhì)受潮臟污后，表面泄露增大，還會(huì)出現(xiàn)夾層極化，因而tanδ將大為增加。為了消除影響，可采用加屏蔽環(huán)，即用軟裸銅線緊貼在被試品表面纏繞成屏蔽環(huán)，并與電橋的屏蔽連接，使表面泄露電流不經(jīng)過橋臂直接引回電源。這種方法會(huì)改變被試品設(shè)備表面電場分布，其測量的tanδ值及Cx值與實(shí)際的有誤差。最好將被試品表面清潔，干燥來消除濕度和臟污的影響。

3、試驗(yàn)電壓的影響

良好絕緣的tanδ不隨電壓的升高而明顯增加。若絕緣內(nèi)部有缺陷，則其tanδ將隨試驗(yàn)電壓的升高而明顯增加。

在絕緣良好的情況下，在擊穿電壓以下，隨電壓升高，在有功電流Ir增加的同時(shí)，無功電流Ic也成正比的增加，因此tanδ幾乎不隨電壓的升高而增加；

若存在絕緣老化，或內(nèi)部有分層，裂縫以及其他原因使絕緣中含有氣體時(shí)的情況下，氣體的游離電壓較低，當(dāng)外施電壓高于氣體的游離電壓Uo時(shí)，氣體發(fā)生游離放電，有功電流Ir增加，損耗增加，tanδ會(huì)迅速增大。

4、被試品電容的影響

對電容量較小的設(shè)備（如套管，互感器，耦合電容器等），測tanδ能有效地發(fā)現(xiàn)局部集中性的和整體分布性的缺陷。但對電容量較大的設(shè)備（如大中型變壓器，電力電纜，電力電容器，發(fā)電機(jī)等），測tanδ只能發(fā)現(xiàn)絕緣的整體分布性缺陷。因?yàn)榫植考行匀毕菟鸬膿p耗增加只占總損耗的極小部分而被掩蓋，這和被試品電容量有關(guān)。因此，當(dāng)進(jìn)行現(xiàn)場測試時(shí)，能分解試驗(yàn)的盡量分解試驗(yàn)，通過減小整體絕緣的體積（即減小被試品的電容量），提高反映局部缺陷的靈敏度。

四、判斷標(biāo)準(zhǔn)與分析

對介損試驗(yàn)中所測出的tanδ值進(jìn)行判斷時(shí)，與絕緣電阻的判斷相類似，應(yīng)著重從以下幾方面進(jìn)行。

1、tanδ值的判斷

測得的tanδ值不應(yīng)超出有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。若有超出，應(yīng)查明原因，必要時(shí)應(yīng)對被試品進(jìn)行分解試驗(yàn)，以便查出問題所在，并進(jìn)行妥善處理。

2、試驗(yàn)數(shù)值的相互比較

將所測得的tanδ值與被試設(shè)備歷次所測得的tanδ值相比較；與其他同類型設(shè)備相比較；同一設(shè)備各相間比較。即使tanδ未超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但在上述比較中，有明顯增大時(shí)，同樣應(yīng)加以重視。

3、應(yīng)排除溫度，濕度和臟污的影響

在對tanδ進(jìn)行分析判斷時(shí)，應(yīng)充分考慮溫度，濕度，臟污的影響，特別是溫度的影響。在有關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)中，一般都規(guī)定了一定溫度下的tanδ標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。例如，對額定電壓為330kV及以上變壓器繞組連同套管一起的tanδ標(biāo)準(zhǔn)為：在20℃時(shí)的介質(zhì)損耗因數(shù)為0.005。