介质损耗测量值影响因素的分析及应用
影piXiE确测量变压器介质损耗tgδ值的因素分析
线 的 走 向 以及 与 被
试 设 备 连 接 的角 度 满足要求
ｔ ｇ ８ 值， 必须排除各种因素各种因素的干扰。 ４ ． １现场测试时 ， 变压器 的温度是变化 的， 为了便于 比较 ， 应将 不 同温度下测得 的介质损耗值换算值至 ２ Ｏ 。 时的值。在进行变压器 介质损耗 ｔ ｇ ８值测量时 ，建议一般在 良好天气情况下空气湿度不 大
需 要 分别 测量 高 、 １ ） 测量绕组连 同 中、 低压绕组连 同套 套管的 ｔ ａ ｎ ６ 采 管的 ｔ ａ ｎ ６ ；测量 电 用反接法 ，测量 １ ）对照 试验 项 目正 按相 应 的 容型套 管的 ｔ ａ ｎ ６ 、 电 容型套 管 的 确选择测试方法
科技创新与应用 ｌ ２ ０ １ ４ 年 第７ 期
应 用 科 技
影响正确测量变压器介质损耗 ｔ ｇ ８ 值的因素分析
邹 言 云
（ 江西工业职业技 术学院， 江西 南昌 ３ ３ ０ ０ ９ ５ ）
摘 要： 文章通过介绍变压器介质损耗 ｔ ｇ ｓ 值的测试步骤、 控制措施及 测量时出现的常见问题等 来分析影响正确测量 变压器介 质损耗 ｔ ｇ ｓ 值 的因素， 并提 出了相应的应对措施。
水 利 水 电 出版 社 ， ２ ０ １ ２ ．
人身伤害 接地
４
介损仪 电 停止测量 ， 断开 介损 确保 试品己彻底 源 ， 将 被 仪电源 ， 将被试 品短 放 电， 防止设备 、 注 意 将被 试 品 短路 试 品 短 路 路放电并接地 放 电 并 接
关键 词 ： 介 质损 耗 ； 温度 ； 干扰 引 言
在变压器预防性试验中，通常用测量介质损耗值 ｔ 来检查变 压器整体是否受潮、 油质劣化以及绕组上是否附着 油泥等严重的局 部缺陷 ， 因此 ， 若不能正确测量介质损耗值 ｔ ｇ ８ ， 在对实验结果进行 分析时 ， 就可能造成误判 断， 从而威胁到变压器的安全运行或造成 不必要 的检修及更换。 １变压器介质损耗 ｔ ｇ ８ 值 的测试步骤及控制措施
介质损耗试验的原理及应用
介质损耗试验的原理及应用摘要：论述变电站介质损耗试验的概念及意义，引出介质损耗因数tgδ的定义，介绍介质损耗因数试验原理，测量方法及影响试验结果的因素和解决方法，结合工作实际简述现场试验应注意事项。
关键词：介质损耗因数；影响因素；注意事项引言近年来随着电力用户用电量大幅度增高，新型能源供电的加入，特高压交流、直流输电线路建成并投用，将变电站在电网中的地位提升到新的高度，各种电压等级的变电站兴建，变电站内电气一次设备种类的增多。
使电气一次设备高压试验显得尤为重要，在众多的电气设备高压试验项目中，介质损耗试验是必不可少的一环。
1.介质损耗因数的概念及意义在电场作用下，电气设备在输电过程中有一部分能量转变为其他形式的能量，通常为热能。
排除电气设备之间导线连接不紧密、铜铝接触无过渡、输电量过大、户外温度过高等因素，设备发热是由介质损耗引起，所谓介质损耗就是指在电场作用下电介质内部，如果损耗很大，会使电气设备温度升高，导致电气设备绝缘材料发热老化，如果介质温度不断上升，严重时会使电气设备绝缘部分融化、烧焦，丧失绝缘能力，造成击穿，影响变电站正常运行。
因此，介质损耗的大小是衡量绝缘性能的一项重要指标。
但不同设备由于运行电压、结构尺寸等不同，不能通过介质损耗的大小来衡量对比设备的绝缘性能好坏。
因此引入了介质损耗因数tgδ（又称介质损失角正切值）的概念。
介质损耗因数的定义为：介质损耗因数tgδ=（P/Q））*100％通过tgδ的定义可以看出tgδ只与材料特性有关，与材料的尺寸、体积无关，这样以来便于不同设备之间进行比较。
测量介质损耗因数tgδ是判断电气设备的绝缘状况得一种传统且十分有效的方法。
2.介质损耗因数试验的原理测量介质损耗因数的原理分为三种：1）西林电桥是80年代以前广泛使用的现场介损测试仪器。
试验时需配备外部标准电容器，以及10kV升压器及电源控制箱。
需要调节平衡，是由：交流阻抗器、转换开关、检流计、高压标准电容器组成。
变压器油介质损耗因数的测量方法及其影响因素
变压器油介质损耗因数的测量方法及其影响因素摘要:变压器油在生产、运输及灌装过程中，多种因素会造成变压器油的介质损耗因数不合格，影响变压器油的生产及销售。
本文对变压器油介质损耗因数的影响因素进行分析，在实验的基础上提出变压器油介质损耗因数不合格时的处理方法，对变压器油生产运输及变压器的组装意义重大。
关键词:变压器油;介质损耗因数;方案在理想状态下，变压器的介质在交变电场作用下不会引起电能的损失，电压和电流的相位差是90°。
而实际介质(变压器油等)在交变电场下因介质中某些分子的扭动和位移引起电能的损失，损失的电能转变为热能而使油温升高。
这样导致电流和电压的相位差并不正好是90°，而不是90°小一个δ角，这个δ角的正切值就成为介质损耗因素，其数值表明在交变电场作用下在介质中电能损失的大小，一般要求变压器油的介质损耗因数不大于0.005。
作为变压器绝缘系统中的液体绝缘材料，变压器油的介质损耗因数直接影响变压器的绝缘电阻，所以研究变压器油介质损耗因数的影响因素及提出合理的解决方案，对变压器油生产运输及变压器的组装意义重大。
1实验部分1．1仪器及油品介质损耗因数测定仪采用瑞士哈佛莱公司介损测定仪，采用GB/T 5654方法进行测定。
采用两种市售变压器油进行实验。
1．2变压器油介质损耗因数影响因素变压器油的介质损耗因数主要是反映油中泄漏电流引起的功率损失。
当变压器油受到交流电压作用时，将引起部分电流的损失，并转变为热能，造成油温升高。
因这部分损失是由于电流通过介质所引起的，故称为介质损耗。
介质损耗因数的大小对判断变压器油的劣化与污染程度是很敏感的。
对未运行的变压器油而言，介质损耗因数只能反映出油中是否含有污染物质和极性杂质，一般来讲，未运行变压器油的极性杂质含量少，其介质损耗因数也很小。
但当油氧化或过热而引起劣化，或混入其他杂质时，随着油中极性杂质或充电的胶体物质含量增加，介质损耗因数也会随之增加。
介质损耗角正切值的测量【精选】
用于对套管、电力变压器、互感器和某些电容器的 测量.
试验方法
• 仪器：西林电桥或 介质损耗测量仪
• 西林电桥 • 电桥的四个臂： • CN—标准电容器 • ZX—被试品 • C4—可调电容 • R3— 可调电阻
2、试验电压的影响
右图试验电压的典型关系曲线 1良好的绝缘 2绝缘中存在气隙 3受潮绝缘
3. 试品电容量的影响 对于电容量较小的试品(例如套管、互感器 等)，测量tanδ能有效地发现局部集中性缺
陷和整体分布性缺陷。但对电容量较大的 试品(例如大中型发电机、变压器、电力电 缆、电力电容器等)测量tanδ只能发现整体 分布性缺陷 .
0.15A
中型电 机，短 电缆
1025A
大型电 机，长 电缆
10kV试 30品电容 3000 范围
3000- 8000- 19400- 480008000 19400 48000 40000
0
• 5、确定试验电压：Ue≥10kV,Us=10kV;
Ue＜10kV,Us=Ue
• 6、均匀升压至试验电压， tanσ调至Ⅰ档，逐渐 增大灵敏档（最后增至6-9档），与此同时调节 R3，直至微安表不再减小，然后调节tanσ（从大 倍率到小倍率），使微安表逐渐趋于零。如需要， 最后调节微调电阻，使微安表指示为零。
Ir Ix
Ic
Rx
CX
当电气设备绝缘整体性能下降，如普遍受潮、脏污 或老化，以及绝缘中有间隙发生局部放电时，流过 绝缘的有功电流分量IRx将增大，tgδ也增大.
通过测量tgδ值可以发现绝缘的分布性缺陷.
若 缺 陷 部 分 在 整 个 绝 缘 中 的 体 积 较 大 ， 则 测 量 tg 容易发现绝缘的缺陷。
介质损耗,介损
图16、绝缘介质tanδ的电压特性
2、温度特性
GB/T6451-2008《油浸式电力变压器技术参数和要求》中要求：容量 在8000KVA及以上变压器应提供tanδ值，测试通常在10~40 ℃下进行， 不同温度下的tanδ 值一般可按下式换算：
tan δ 2 = tan δ 1 *1.3
(T2 − T1 )
一旦变压器状态确定，无 论在串联模型还是并联模型中 变压器的等效电阻和电容也就 确定了，从而被试组合的tanδ 也就确定了，为一定值。所以 认为tanδ是绝缘材料在某一状 态下固有的，可以用作判断产 品绝缘状态是否良好的依据， 是绝缘介质的基本特性之一。
P =U IR Q =U IC
• •
•
P IR tan δ = = • Q IC U 1 Z R ZC jωCP 1 tan δ = = = = U ZR RP jω RP CP ZC tan δ = 1 ω RP CP
I U
C1 IC1 C R
被试绕组的等效电路
R1 ICR
IR1
图1
P tan δ = Q
图1可以转化成两种模型，一种是串联模型(图3)所示，另一种是并 联模型(图4)所示:
P =UR I Q =UC I
• • •
P UR tan δ = = • Q U C RS Z tan δ = R = = jω RS CS 1 ZC jωCS tan δ = ω RS CS
表1、变压器介损的测量部位
序列号 1 2 3 4 5 6 其他特别指示部分 高压、低压 外壳 双线圈变压器 被测线圈 低压 高压 接地部分 高压、外壳 低压、外壳 被测线圈 低压 中压 高压 高压、中压 高压、中压、低压 其他特别指示部分 三线圈变压器 接地部分 高压、中压、外壳 高压、低压、外壳 中压、低压、外壳 低压、外壳 外壳
介质损耗因数 介电损耗角正切
介质损耗因数与介电损耗角正切一、引言在电介质物理学和电气工程领域，介质损耗因数和介电损耗角正切是两个关键的参数，用于描述电介质在交流电场下的电气性能。
介质损耗因数用于衡量电介质在交流电场作用下的能量损耗程度，而介电损耗角正切则反映了能量的损耗与存储之间的平衡关系。
这两个参数在评估电介质材料性能、优化电气设备和改善电力传输效率等方面具有重要意义。
本文将详细介绍介质损耗因数和介电损耗角正切的基本概念、测量方法及其在实践中的应用。
二、介质损耗因数介质损耗因数，也称为介质损失角正切，是用于描述电介质在交流电场下能量损耗程度的参数。
该参数是通过比较电介质中能量损耗与无损理想介质的能量损耗得到的。
在交流电场作用下，电介质内部的束缚电荷将被迫移动，并在电场反复变化时与自由电荷相互碰撞，导致能量的损失。
这种能量损耗表现为介质中的热能生成。
介质损耗因数越小，说明电介质在交流电场下的能量损耗越低，其电气性能越好。
三、介电损耗角正切介电损耗角正切是用来描述电介质在交流电场下能量损耗与存储之间平衡关系的参数。
它定义为介质电导率与介质电容率之比的反正切，即：tanδ= δ′/δ″。
其中，δ′和δ″分别为电介质的实部和虚部。
介电损耗角正切反映了电介质在交流电场下能量转换为热能、光能等其他形式的能量的程度。
在实际应用中，介电损耗角正切的测量对于评估绝缘材料性能、预防电气设备过热等方面具有重要意义。
四、介质损耗因数和介电损耗角正切的关系介质损耗因数和介电损耗角正切之间存在密切的关系。
在理想情况下，当电介质没有能量损失时，其介电常数为实数，不存在虚部，因此tanδ= 0。
然而，在实际的电介质材料中，由于能量的损失，介电常数存在虚部，因此tanδ≠0。
介质损耗因数和介电损耗角正切之间的这种关系反映了电介质在交流电场下能量转换的平衡状态。
五、实验测量与应用实验测量是获取介质损耗因数和介电损耗角正切的关键手段。
常用的测量方法包括西林电桥法、变频变压器法和Q表法等。
介质损耗角
介质损耗角是在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角（即功率向量角ф）的余角δ，简称介损角。
介质损耗角（介损角）是一项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。
介损角的变化可反映受潮、劣化变质或绝缘中气体放电等绝缘缺陷，因此测量介损角是研究绝缘老化特征及在线监测绝缘状况的一项重要内容。
介质损耗检测的意义及其注意问题（1）在绝缘设计时，必须注意绝缘材料的tanδ 值。
若tanδ 值过大则会引起严重发热，使绝缘加速老化，甚至可能导致热击穿。
而在直流电压下，tanδ 较小而可用于制造直流或脉冲电容器。
（2）值反映了绝缘的状况，可通过测量tanδ=f(ф)的关系曲线来判断从良状态向劣化状态转化的进程，故tanδ的测量是电气设备绝缘试验中的一个基本项目。
（3）通过研究温度对tanδ值的影响，力求在工作温度下的tanδ值为最小值而避开最大值。
（4）极化损耗随频率升高而增大，尤其电容器采用极性电介质时，其极化损耗随频率升高增加很快，当电源中出现高次（如3次、5次）谐波时，就很容易造成电容器绝缘材料因过热而击穿。
（5）用于冲击测量的连接电缆，其绝缘的tanδ必须很小，否则所测冲击电压通过电缆后将发生严重的波形畸变，影响到测量的准确性。
数字化测量介质损耗角的方法新闻出处：谢家琪发布时间： 2007年03月12日摘要：总结了介损模拟测量方法存在的不足。
对当前几种典型的介质损耗数字化测量方法进行了介绍，讨论了每种方法的优缺点和实际应用中出现的一些问题，并对介损数字化测量的发展前景进行了展望。
关键词：介质损耗数字化测量 1 引言高压电气设备中，对绝缘介质损耗的测试具有很重要的意义。
在高压预防性试验中，介质损耗因素的测量属于高准确度测量，通常是在被测试品两端加以工频50Hz的高电压（10kV），使被测试品流过一个极其微小的电流，利用电压与电流之间夹角的余角δ的正切值来反映被测试品的介质损耗大小。
这种高电压、微电流、小角度的精密测量要求测量系统应具有很高的灵敏度和准确性，在现场条件下还需要具有较强的抗干扰能力。
变压器套管介质损耗因数tanδ试验误差分析与控制
一、对变压器套管进行介质损耗因数tanδ测量的意义在电压的作用下，电介质会产生一定的能量损耗，我们把这部分损耗称为介质损耗或者介质损失，通过测量介质损耗因数可以发现设备一系列绝缘缺陷，如绝缘整体受潮、老化、绝缘气隙放电等。
通常用tanδ来表示介质损耗的大小，当介质损耗tanδ值越大，则对应的有效功率因数降低，能够直观的反映出设备绝缘效果的优劣性，对于同一台设备，绝缘良好，则介质损耗就小，绝缘受潮或者老化，介质损耗就大，通过对介质损耗的测量，从而对设备的绝缘性能进行判断，对设备的安全运行具有重要的意义。
二、套管调试误差事例完成了220kV高压备用变压器安装工作后，对变压器套管进行相应的电气试验，在进行HV-LV1、HV-LV2、LV1-LV2的介质损耗因数tanδ试验过程中，实测的tanδ值分别为0.00339、0.00348、0.00339(现场试验时油温1℃)，出厂试验值分别为0.00312、0.00318、0.00252(出厂试验时油温13.7℃)，统一换算到油温20℃时的tanδ值为：0.00576、0.00592、0.00576（现场值换算）；0.00368、0.00375、0.00297（出厂值换算），发现三组数值均超出出厂试验值的130%，不满足《电气设备交接试验标准》GB50150-2016中套管连同绕组的tanδ值不应大于出厂试验值的130%的要求。
三、原因分析及控制措施通过事例可以看出，现场试验时的油温为1℃，与出厂试验时的13.7℃油温相差较大，为尽量保证试验的准确性，查找问题的所在，决定在环境温度较高的时候对套管进行重新清理及电加热后，由施工单位与设备厂家自带出厂试验时的仪器分别再进行一次试验发现，两家单位对HV-LV1、HV-LV2、LV1-LV2的测试数据偏差不大，但与出厂试验值存在较大变化，其中LV1-LV2的tanδ值呈偏大趋势；HV-LV1、HV-LV2的tanδ值呈偏小趋势，针对此种情况进行分析发现：现场对HV-LV1、HV-LV2、LV1-LV2的测试采用正接线法，而出厂试验采用是反接线法（出厂试验规程要求为正接线法），属于出厂试验方法错误的原因，设计通过采用正接法对其出厂值进行换算得到的数据换算及对比发现，此次试验数据满足《电气设备交接试验标准》GB50150-2006中套管连同绕组的tanδ值不应大于出厂试验值的130%的要求，经设计确认此套管性能满足投运要求，最终决定tanδ值以厂家现场实测的值为判断依据。
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的大小 ， 电容量的变化 能有效 的发现设备绝缘缺 陷。 随着变 电 所高压 电气设备 电压等级的不断提高 ，现场大量试验结果表 明， 如果不 能正 确的进行介质损耗测量 和试 验结果 的分析 ， 很 容易造成误判断 ， 而危及高压 电气设备 的安全运行 ， 进 或造 成
不 必 要 的检 修 与 更 换 。通 过对 影 响 电气 设备 介质 损耗 因数 测 量 值 的分 析 ， 出 正 确 的 分 析 方 法 。 增 加 判 断 的准 确 性 ， 给 能 从 而 提 高 了试 验 工 作 的 效 率 和 质 量 。
ｃ ｍｐ ｒ ｏ ｈ ｗ ｈ ｔ ｎ ｏ ｅ ｃ ｉｖ ｎ ａ ｃ ｒｔ ａ ａｙｉ ｏ ｓ ｒｓ ｌ ｏｅ ｓｒ ｔｔｓｏ ｑ ｉｍ ｎ ｃ ｒ ｃ ｊｄ － ｏ ａｉ ｎ ｓｏ ｓｔａ ｉ ｒ ｒ ｏ ａｈｅ ｅ ａ ｃ ｕａｅ ｎ ｌ ｓ ｆ ｅｔ ｅ ｕｔ ｔ ｎ ｕｅ ｓ ｕ ｆ ｕｐ ｅ ｔ ｏ ｅ ｔ ｕ ｇ ｓ ｄ ｔ ｓ ｔ ｓ ａ ｅ ｒ
ｍ ｅｎｔ ｓ．
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｉｌ ｃｒ ｏ ｓ ａ ａ ａ ａｙ ｔ ｎ ｌｓｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ；ｆ
变 电 站 高 压 电气 设备 绝 缘 介质 损 耗 测试 是 绝 缘试 验 中 的 主要 项 目之 一 ， 据 介 质 损 耗 正 切 值 ｔｎ （ 称 介 质 损 耗 因数 ） 根 ａ６又
中 图分 类 号 ：Ｍ６ Ｔ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ７ ８２ （０ ０ — ０ ５ ０ １０ — ３ ０ ２ １ ）７ ０４ — ２ １
Ｄｉｌ ｃ ｒｃ ｌ ｓ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈ ｅ ｅ ｔ ｉ ｏ ｓ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｓ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｅ ｆ ｃ ｏ ｓ ａ ｅ ｔｎ ｈ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ａ ｔ ｒ ｆ ｃｉ ｇ ｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｃ
的好坏状况 有关 。同时 ， 介质损耗引起的绝缘 内部 发热 ， 温度 升高 ， 这促使 泄露 电流增 大 ， 有损极化加剧 ， 介质损耗 增大使 绝缘 内部更热 ， 如此循 环 ， 能在绝缘弱 的地 方引起击穿 ， 可 故 介质损耗值既反映了绝缘 本身的状 态 ，又可反映绝缘 由良好 状况 向劣质状况转化的过程 ，因此 在电力设备交接和预 防性 试 验都得到了广泛应 用。
第 ３ ８卷 第 ７期 ・ 术 学
Ｖ ｏｌ ３８ Ｎｏ ． ７
湖
南
农
机
２ １ ０ １年 ７ 月
Ｊｕｌ ２０ １ ｙ． １
ＨＵＮＡＮ ＡＧＲＩ ＣＵＬ ＴＵＲ ＭＡＣＨＩ ＲＹ ＡＬ ＮＥ
介质损耗 测量值 影响 因素 的分析 及应用
张 祺
２ ３０ ） １００ （ 苏省 电力 公 司检修 分公 司 ， 江 江苏 常州
２ 温度 的影 响
温 度 对 ｔ Ｂ 直 接 影 响 ， 响 的程 度 随 材 料 ， 构 的 不 ａ 有 ｎ 影 结
１ 介 质损耗 ｔｎ６ 测量 的意 义及 原理 ａ
介质损 耗角正切 值 ｔｎ ａ ８的测 量 ， 是一种 使用较 多 ， 对 且
于 判 断 电气 设 备 的 绝缘 状 况是 比较 灵敏 有 效 的方 法 。
比值 。一 般 均 比较小 。 习 惯上 也有 称 ｔ ８为介 质 损 耗 角 的 。 ａ ｎ 通 过 测 量 ｔ ８ 可 以 反 映 出绝 缘 的 一 系 列 缺 陷 ， 绝 缘 受 ａ ， ｎ 如 潮 、 或 浸 渍 物 脏 污或 劣 化 变 质 、 缘 中有 气 隙发 生 放 电等 。 油 绝
摘
要 ： 析 介 绍 对 影 响 介 质 损 耗 角 测 量值 的 因 素 ， 分 简述 了介 质 损 耗 测 量 的基 本 原 理 ， 出对 试 验 结 果 的 正 确 分 指
析 方 法 ， 举例 分析 比较 证 明 ， 实现 对 试 验 结 果 的 准 确 分 析从 而保 证 对 设 备 状 况 进 行 正 确 的判 断 。 并 以 关 键 字 ： 质 损 耗 ； 据 分析 ； 响 因素 介 数 影
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同而异。 一般情况下 。 ｎ 是 随温度 的上升而增加 的。 ｔ８ ａ 现场试 验时， 设备 温度是变化 的 ， 为便 于 比较 ， 应将不 同温度 下测得
的ｔ８ ｎ ａ 换算 至 ２ ￣时的值 。 ０Ｃ
有 些绝缘材料在温度低 于某一 临界值 时 ， ｔ ８可能随 其 ａ ｎ
ｔ ８为介质损失 角的正切值 （ ａ ｎ 或称介 质损 失因数 ） 即为 ， 在交流 电压作用下 ，电介质中的电流有功分量和无功分量的