介质损耗试验.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.------------------------------------------author------------------------------------------date介质损耗试验介质损耗试验电容和介质损耗测量一 试验目的测量介质损耗的目的是判断电气设备的绝缘状况测量介质损耗因数在预防性试验中是不可缺少的项目因为电气设备介质损耗因数太大，会使设备绝缘在交流电压作用下，许多能量以热的形式损耗，产生的热量将升高电气设备绝缘的温度，使绝缘老化，甚至造成绝缘热击穿绝缘能力的下降直接反映为介质损耗因数的增大进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等所以，在出厂试验时要进行介质损耗的试验，运行中的电气设备亦要进行此种试验测量介质损耗的同时，也能得到试品的电容量电容量的明显变化，反映了多个电容中的一个或几个发生短路、断路二 概念及原理介质损耗是绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。

也叫介质损失，简称介损在交流电压作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角为功率因数角(Φ)，而余角(δ)简称介损角介质损耗正切值又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切介质损耗因数（）的测量在电气设备制造、绝缘材料电气性能的鉴定、绝缘的试验等都是不可缺少的因为测量绝缘介质的值是判断绝缘情况的一个较灵敏的试验方法在交流电压作用下，绝缘介质不仅有电导的损耗，还有极化损耗介质损耗因数的定义如下:    如果取得试品的电流相量 和电压相量 ，则可以得到如下相量图：　总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)一般cosΦ

试验的接线方式有正接线和反接线两种正接线是用于测量不接地试品的方法，测量时介损仪测量回路处于地电位，而反接线是用于测量接地试品的方法，测量时介损仪测量回路处于高电位，他与外壳之间承受全部试验电压参考接线方式：1 正接线、内标准电容、内高压（常规正接线）：2 反接线、内标准电容、内高压（常规反接线）：3 正接线、外标准电容、内高压：4 反接线、外标准电容、内高压：5 正接线、内标准电容、外高压：6 反接线、内标准电容、外高压：四 使用仪器及工作原理 高压介质损耗测量仪（简称介损仪）是指采用电桥原理，应用数字测量技术，对介质损耗角正切值和电容量进行自动测量的一种新型仪器一般包含高压电桥、高压试验电源和高压标准电容器三部分现常用介损仪有西林型和M型两种1）西林电桥调节R3、C4使电桥平衡，此时a、b两点电压相等，即R3、C4两端电压相等因为交流电路中电容阻抗为 电路中R4、C4的并联阻抗为两者倒数和的倒数按阻抗元件分压原理，不难得到：　两边取倒数得：按复数相等实部、虚部分别相等的规定得到　按串连模型介损定义：由于R4是固定的可以从C4刻度盘上读出介损，通过R3、R4、Cn可以计算Cx。

2）M型电桥　将试品改为并联模型注意到Ir与Icx、Icn差90度：　　调节R4使Uw最小这时IcnR4=IcxR3, Uw=IrR3，因此：    由于a、b间电压没有完全抵消，因此M型电桥也称为不平衡电桥Uw测量的是绝对值，小介损时电压很低，难以保证测量精度本公司使用的介损仪AI-6000型AI-6000使用西林电桥，利用变频抗干扰原理，采用傅立叶变化数字波形分析技术，对标准电流和试品电流进行计算，抑制干扰能力强，测量结果准确稳定AI-6000介损仪的主要技术指标准确度：电容量CX： ±（读数×1%+1pF） 介质损耗因数tgδ： ±（读数×1%+0.00040） CX范围：内置高压3pF~60000pF/10kV 60pF~1μF/0.5kV 外加高压3pF~0.3μF/10kV 分辨率：最高0.001pF，4 位有效数字tgδ范围：不限，分辨率：0.001% 电容、电感、电阻三种试品自动识别试验电流范围：10μA~1A 内施高压：设定范围：0.5~10kV 最大输出电流：200mA 测量时间：约30 秒（与测量方式有关）输入电源：180V~270VAC，50Hz/60Hz±1%（市电或发电机供电）抗干扰指标：在200%干扰（即I 干扰/I 试品≤2）下仍能达到上述准确度注： 抗干扰指标为满足仪器准确度的前提下，干扰电流与试验电流的最大比例，比例越大，抗干扰性能越好。

在介质损耗测量中常见抗干扰方法有三种： 倒相法、移相法和变频法AI-6000采用变频法抗干扰，同时支持倒相法测量五：试验过程1 施加测量电压前准备工作：1．1 按该测量设备的使用说明书进行接线，并检查是否正确1．2 检查主桥与放大器及自动跟踪联线，是否正确1．3 CX试品及CN标准，电缆长度，由测量电压决定1．4 电桥要有良好的接地线1．5 指示表调好机械指零1．6 指示器灵敏度拨段开关旋转到最小位置1．7 检查桥臂电阻器与试品的电容及测量电压是否适应1．8 桥臂电阻测量电流不得超过电路规定的最大电流强度1．9 电桥C4、R3，R4旋钮放在试样估算的位置上2 试验操作步骤：2．1 接通电源，观察放电管有无放电现象，如有放电现象则必须切除电源，检查原因，消除故障2．2 接通电源开关，将放大器与自动跟踪器予热5-10分钟2．3 稍加电压及低灵敏度下，电桥进行予平衡2．4 在工作电压下，将变换开关置桥体位置，从高档开始反复调整R4、C4旋钮，使指零仪指示趋零，顺时针旋转灵敏度开关，逐渐增高灵敏度，细调R4及C4，使指零仪归零，然后将变换开关置到屏蔽位置，观察辅助支路归零情况2．5 通过以上测量步骤后，指示仪在较高的灵敏率为零时，读取数值，并记录。

并且测量不用分流器时，介质损耗率计算公式为： 电容公式为： 3 试品测量完毕后将电压降到零并分闸，试验人员进入试验场地对试品放电后，方可接触试品六结果评判在排除外界干扰，正确地测出值后，还需对的数值进行正确的分析值与介质的温度、湿度、内部有无气泡、缺陷部分体积等有关以及电容量的合格范围参看有关产品试验标准或运行规程1 温度的影响温度对有直接影响一般情况，随温度上升而增加因此为便于比较，应将各种温度下测量结果都换算至20℃下的数值应当指出，由于试品的真实的平均温度是很难准确测定的，换算系数也是近似的，仍有很大的误差因此，尽可能在10～30℃的温度下进行测量有些绝缘材料的温度低于某一临界值时，其可能随温度的降低而上升故过低的温度下测出的不能反映真实的绝缘情况测量应在不低于5℃时进行2 试验电压影响良好绝缘的不遂电压的变化而明显变化，若绝缘中确有缺陷，则其将随电压的升高而明显增加3 测量与试品电容的关系对电容较小的设备，测能有效地发现局部集中性和整体分布性的缺陷但对于大电容量的设备，测只能发现绝缘整体分布性缺陷事实上，设备绝缘结构总是由许多部件构成并包含多种材料，可看成是由许多串并联回路所组成。

七 常见问题和注意事项⒈常见问题：① 试品尺寸较大，各部分开用分别试验时，应单独测量各部分的介质损耗，以提高发现缺陷的灵敏度② 现场试验时，若没有高压标准电容器，可用较小、数值已知、且电容量合适的其它高压电气设备来代替，这时被试品的值为数值已知的与电桥上读数之和③ 外界有电场干扰时，将使电桥无法平衡或带来严重误差在现场试验时，应尽量远离漏磁大的设备检流计要注意磁屏蔽，必要时可将检流计的极性转换开关倒换一下，取两次读数的平均值④ 被试品和标准电容器的高压连接线不应出现电晕，否则tgδ增高；被试品的测量极的外部绝缘有脏污或受潮，将分流流过桥体的电流，导致tgδ偏小甚至出现负值⒉注意事项：① 检查各种接线是否正确，绝缘距离一定要能耐受试验电压值② 仪器测量电缆通用，建议用高压线连接此插座高压插座和高压线有危险电压，绝对禁止碰触高压插座、电缆、夹子和试品带电部位！确认断电后接线，测量时务必远离！③ 应保证高压线与试品高压端零电阻连接，否则可能引起误差或数据波动，也可能引起仪器保护④ 强干扰下拆除接线时，应在保持电缆接地状态下断开连接，以防感应电击⑤ 测量中严禁拔下插头，防止试品电流经人体入地！⑥ 尽管仪器有接地保护，但无论何种测量，仪器都应可靠独立接地。

⑦ 保证零电阻接地应仔细检查接地导体不能有油漆或锈蚀，否则应将接地导体刮干净轻微接地不良可能引起误差或数据波动，严重接地不良可能引起危险！--------------------------------------------------。