任務五　介質損失正切tanδ試驗

一、測量目的

測量介質損耗因數是一項靈敏度很高的項目，它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設備貫通和未貫通的缺陷。

二、測量原理

tanδ是反映絕緣介質損耗大小的特性參數，與絕緣的體積大小無關。但如果絕緣內的缺陷不是分布性而是集中性的，則tanδ有時反映就不夠靈敏。被試絕緣的體積越大，或集中性缺陷所占的體積越小，集中性缺陷處的介質損耗占被試絕緣全部介質損耗的比重就越小，總體的tanδ就增加的也越少，如此以來tanδ測試就不夠靈敏。因此，測量各類電力設備tanδ時，能夠分解試驗的就盡量分解試驗，以便能夠及時、靈敏的發現被試品的集中性缺陷。

絕大多數電力設備的絕緣為組合絕緣，是由不同的電介質組合而成，且具有不均勻結構，例如油浸紙絕緣，含空氣和水分的電介質等。在對這類絕緣進行分析時，可把設備絕緣看成多個電介質串、并聯等值電路所組成的電路，而所測的tanδ值，實際上是由多個電介質串并聯后組成電路的總tanδ值。由此可見，多個電介質絕緣的總tanδ值總是小于等值電路中的tanδmax，而大于tanδmin。這一結論表明，在測量復合絕緣、多層電介質組合絕緣時，當其中一種或一層介質的tanδ偏大時，并不能有效的在總tanδ值中反映出來，或者說tanδ值具有“趨中”性，對局部缺陷的反映不夠靈敏。因此對于通過tanδ值來判斷設備絕緣狀態時，必須著重與該設備歷年測試值相比較，并和處于相同運行條件下的同類設備相比較，注意tanδ值的橫向與縱向變化。

三、測試原理

高壓西林電橋工作原理如圖2-9所示，電橋平衡時，流過檢流計的電流為零。

CX、RX：試品的電容和電阻（串聯等值電路）

R3：可調電阻G：檢流計

R4：固定電阻C0：標準電容[（50±1）pF]

C4：可調電容R：保護電阻

P：屏蔽

各橋臂復數阻抗應滿足Z3ZN=Z4ZX。

四、測量接線

介質損耗值tanδ的測試方法有正接線和反接線兩種。

1.正接法接線

接線特征：試驗品PX兩端對地絕緣（在現場有時不容易做到），試驗品處于高壓，電橋一端接地，如圖2-10所示。正接法測量時，標準電容器高壓電極、試品高壓端和升壓變壓器高壓電極都帶危險電壓，所以一定要使電橋測量部分可靠接地，試驗人員遠離。

2.反接法接線

接線特征：試驗品PX有一端接地，電橋處于高壓電位，如圖2-11所示。

標準電容器外殼帶高壓電，因此檢查電橋工作接地良好，試驗過程中也不要將手伸到電橋背后。要注意使其外殼對地絕緣，并且與接地線保持一定的距離，操作和讀數時要小心。

五、技術標準

《電力設備預防性試驗規程》中關于測量介質損耗角tanδ的相關規定，要求測量繞組連同套管的介質損耗角正切值tanδ，應符合下列規定：

1.當變壓器電壓等級5kV及以上且容量在8000kV·A及以上時，應測量介質損耗角正切值tanδ。

2.被測繞組的tanδ值不應大于產品出廠試驗值130％。

3.當測量時的溫度與產品出廠試驗溫度不符合時，可按表2-12換算到同一溫度時的數值進行比較。

表中K為實測溫度減去20℃的絕對值，測量溫度以上層油溫為準，進行較大的溫度換算且試驗結果超過第二款規定時，應進行綜合分析判斷。

當測量時的溫度差不是表2-12中所列數值時，其換算系數A可用線性插入法確定。

A=1.3K/10

當測量溫度在20℃時：

tanδ20=tanδt/A

當測量溫度在20℃以下時：

tanδ20=Atanδt

式中　tanδ20——校正到20℃時的介質損耗角正切值；

tanδt——在測量到溫度t下的介質損耗角正切值。

六、安全須知

1.使用前必須將儀器的電橋測量部分、接地端子可靠接地。正接法測量時，標準電容器高壓電極、試品高壓端和升壓變壓器高壓電極都帶危險電壓。各端之間連線都要架空，試驗人員遠離。在接近測量系統、接線、拆線和對測量單元電源充電前，應確保所有測量電源已被切斷。還需注意低壓電源的安全。

2.只有當儀器的“內高壓允許”鍵未按下時，接觸儀器的后面板和測量線纜與被試品才是安全的。當儀器的“內高壓允許”鍵按下時，蜂鳴器將鳴叫示警。

3.儀器正在測量時，嚴禁操作除“啟動”鍵外的所有按鍵。但可用“啟動”鍵退出測量狀態。

4.測量非接地試品（正接法）時，“Hv”端對地為高電壓，測量接地試品（反接法）時，“CX”端對地為高電壓，隨儀器配備的紅色、藍色電纜為高壓帶屏蔽電纜，使用時可沿地面敷設，但必須將電纜的外屏蔽接至專用接地端。

5.不得自行更換不符合面板指示值的熔斷器管，以防內部變壓器燒壞。

6.應保持儀器后面板的清潔，不要用手觸摸。如后面板有污痕，請用干布擦拭干凈以保證良好的絕緣。

復習與思考

1.介質損耗值tanδ有幾種接線？分別適用于什么場合？各有什么優缺點？

2.實際應用上，哪些高壓設備需要測量介質損耗值tanδ？哪些設備不需要測量tanδ，為什么？