容性设备相对介质损耗因数及电容量比值带电测试方法探析

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电容型设备介质损耗因数在线检测技术方法

电容型设备介质损耗因数在线检测技术方法现代社会对电力的依赖性极高，安全、可靠、优质地供电是对现代电力系统运行提出的基本要求。

电网事故和大面积停电造成的经济损失无法估量，因此，提高电力设备运行的可靠性是保证电力系统运行的关键。

对于高压电力设备而言，一方面，要求制造商使用优质绝缘材料，改善绝缘结构、改进制造工艺；另一方面，在设备运行中通过必要的检测手段来评估设备绝缘状态、及早且有效地发现绝缘缺陷，将会对减少事故的发生、提高设备的运行具有重要的意义。

介质损耗因数检测电容型设备的绝缘特性重要性及原理电力系统中，高压电容式套管、电容式电流互感器、耦合电容器等设备是由若干个电容器串联而成的，故将它们统称为电容型设备。

介质损耗因数tanδ是反映绝缘介质损耗大小的特征参量，实际经验表明，对于体积较小的电容型设备，测量其整体绝缘介质损耗因数可较灵敏地发现设备中发展性的局部缺陷、设备绝缘受潮和劣化变质等，因而，测量tanδ对于判断电容型设备的绝缘状态十分重要。

电容型设备在交流电压作用下的绝缘特性可以等效为并联电路或串联电路。

在相量图中，为电流电压间的相位角即功率因数角，δ为其余角，称为介质损耗角。

对于无损耗的理想介质，=90°，δ=0；对于有损耗介质，0。

介质损耗角的正切值很好地反映了设备绝缘介质损耗的大小。

流过绝缘介质的电流由两部分组成：有功电流分量IR、无功电流分量IC，通常IC>IR，介质中的有功损耗功率为：（式1）由上式可以看出，介质损耗P与外施电压U的平方成正比，与电源角频率、介质的电容量C成正比，所以在高压、高频及大容量的电气设备介质的损耗也大。

当绝缘介质、外加电压和频率一定时，介质损耗和介质损耗因数tanδ成正比，即可用介质损耗因数tanδ来表征介质损耗的大小。

因此对电容型设备进行在线检测就是要测量电气设备的介质损耗角正切。

影响介质损耗因数在线检测结果的主要因素(一)基准电压的测量误差。

讲稿-相对介质损耗因数及电容量比值测试(新)

末屏或低压端引下
改造
信号取样
三.信号取样方式及其装置
1.信号取样单元
1）接线盒型取样单元
接线盒型取样单元串接在设备的接地引下线中，主要功能是提供一个电流测试信号的引出端子并防止末屏（或低压端）开路，但没有信号测量功能，测试时需通过测试电缆将电流引入带电测试仪内部的高精度穿心电流传感器进行测量，如图4-4所示。该型取样单元主要由外壳、防开路保护器、放电管、短接连片及操作刀闸等部件构成，其中短连接片和刀闸并接后串接在接地引下线回路中，平常运行时短连接片和刀闸均闭合，构成双重保护防止开路，测量时先打开连接片并将测试线接到该接线柱，拉开小刀闸即可开始测量。防开路保护器可有效避免因末屏（或低压端）引下线开断或测量引线损坏或误操作所导致的末屏开路，保证信号取样的安全性。
测量绝缘的电容，除了能给出有关可能引起极化过程改变的介质结构的信息（如均匀受潮或者严重缺油）外，还能发现严重的局部缺陷（如绝缘击穿），但灵敏程度也同绝缘损坏部分与完好部分体积之比有关。
二.相对测量法及其优势
二.相对测量法及其优势
1.绝对测量法
通过串接在被试设备Cx末屏接地线上，以及安装在该母线PT二次端子上的信号取样单元，分别获取被试设备Cx的末屏接地电流信号Ix和PT二次电压信号，电压信号经过高精度电阻转化为电流信号In，两路电流信号经过滤波、放大、采样等数字处理，利用谐波分析法分别提取其基波分量，并计算出其相位差和幅度比，从而获得被试设备的绝对介质损耗因数和电容量。
一.测量介损和电容量的意义
对于上述的几种缺陷类型，绝缘受潮缺陷约占电容型设备缺陷的85% 左右，一旦绝缘受潮往往会引起绝缘介质损耗增加，导致击穿。
对于电容型绝缘的设备，通过对其介电特性的监测，可以发现尚处于早期阶段的绝缘缺陷，介损是设备绝缘的局部缺陷中，由介质损耗引起的有功电流分量和设备总电容电流之比，它对发现设备绝缘的整体劣化较为灵敏，如包括设备大部分体积的绝缘受潮，而对局部缺陷则不易发现。

电容式电流互感器末屏介质损耗因数测试

浅谈电容式电流互感器末屏介质损耗因数测试电容式电流互感器末屏对地介质损耗因数的测试，是反映电容型电流互感器是否受潮的行之有效的方法，本文分析了正确测量末屏介损的试验方法并介绍了现场常见的影响因素及采取的相应对策。

电力系统中运行着大量的110kV及以上的电容式电流互感器。

根据这种电流互感器的结构和现场解体检查可知，互感器进水受潮后，水份往往不是先渗入电容层间使其受潮，而是沉积到油箱底部。

如果只测量其一次对末屏的tgδ，仅能发现一次绕组电容层间受潮，不易发现端部进水受潮。

因此，测量末屏对二次绕组.铁芯和外壳的介质损耗因数 tgδ，对发现进水受潮缺陷就比较有效。

国家电力行业标准DL/T 596-1996规定当电容型电流互感器末屏对地绝缘电阻小于1000MΩ时，应测量末屏对地tgδ。

而江苏省《交接和预防性试验规程》则明确规定了电容型电流互感器要测量末屏对地tgδ及电容量。

其值不大于2％。

如何正确测量末屏对地介质损耗因数tgδ及电容量测量末屏对地介质损耗因数tgδ及电容量用西林电桥（QS1 ）或智能型全自动电桥。

采用反接线加压在末屏与油箱座之间。

试验电压2 kV。

现场存在使用的有三种不同的试验接线，下面针对这三种试验接线进行研究分析：第一种：电流互感器一次侧悬空，二次侧短路接地。

电桥的Cx线接末屏，自动电桥的Cx线的屏蔽端悬空。

（下面简称一次悬空）第二种：电流互感器的一次侧L1-L2短接然后接地，二次侧短路接地。

电桥的Cx线接末屏，自动电桥的Cx线的屏蔽悬空。

（下面简称一次接地）第三种：电流互感器的一次侧L1-L2短接后接到电桥的“E”端屏蔽，对全自动电桥来讲就是接于Cx线一起引出的屏蔽端（M型电桥有单独的屏蔽接口）, 二次侧短路接地，电桥的Cx线接末屏。

（下面简称一次屏蔽）下面是一组采用这三种试验接线测试的两台110kV电容型电流互感器的数据如表 1 。

试验地点：试验大厅。

环境温度25℃湿度54％。

采用QS1西林电桥电流互感器型号：LB3-110W2 如皋高压电器厂制造表1：编号 2574 2581测量部位 tgδ％ R3 (Ω) Cx (pf) tgδ％ R3 (Ω) Cx (pf)一次对末屏 0.3 231.7 687 0.1 230.6 690.4一次悬空 1.2 259 614.7 1.1 257.3 618.7一次接地 1.0 127.2 1251 0.8 125.7 1266一次屏蔽 1.3 279.7 569 1.2 272 585两台良好的电流互感器用不同的试验接线测得的末屏tgδ及电容量的数值有所不同。

设备介质损耗试验常见问题及对策探讨

设备介质损耗试验常见问题及对策探讨在设备介质损耗试验中，作为电气绝缘中的重要参数，介质损耗因素的准确测量直接关系到对设备绝缘状况的评价。

由于受到各种因素的影响，介质损耗测量的实际结果与真实值会存在一定程度的偏离，因此，导致试验设备中的试验数据在某些情况下出现负值，影响其有效性。

例如：在无损耗标准电容器的电流大于电压90°时，该电流与试品电容电流之间的夹角为：介质损耗角δ，δ=0°。

当试验存在δ时，试品电容电流受到电压相位有功电流分量的影响将低于无损耗标准电容器电流的角度，那么出现正值；在受到某种因素的影响下，电容电流与电压之间相位差如果超过90°，那么电流有功分量与电压出现两个相反的方向，其介质损耗δ就会出现负值。

1 现场设备介质损耗试验导致负值问题出现的原因介质损耗因素，简写成tanδ。

导致设备tanδ出现负值的因素有许多种：例如：外部对电流的干扰、测量仪器接地不良和仪器中标准电容介质损耗大、电压互感器接地铁芯和底座接地不良以及电磁单元等影响。

1.1 外部对电流的干扰设备介质损耗试验时，外部干扰电流一旦投影直电压相量上，并与电压方向相同的时候，介质损耗因素tanδ也将随着介质损耗角δ的增大而增大；相反，如果投影的方向与电压的方向相反的时候，那么随着介质损耗角δ的缩小而出现负值。

1.2 测量仪器接地不良和标准电容介质损耗过大如下图1所示，互感器一次绕组介质损耗与二次介质损耗时，等值电容为Cx；对地电容为：C10、C20；测量仪器接地不良的时候，接触电阻为：R0。

当等值电容在无损耗的情况下，测量仪器接地正常或不良时所产生的状况分别为：正常R0为0，试验电流中的电流I2超过电压U角度90°，δ为0°；不良，试验电流中的电流I2超过电压U2角度90°，测量电容的结果过大。

由于R0、I1低于I2，因此，电流I2始终超过试验其他支路的电流，导致介质损耗测量出现负值或较小。

电容式电压互感器介质损耗及电容量测试方法分析

收稿日期：２０１６－０８－０２作者简介：杨　龙（１９８６－），男，甘肃定西人，本科，助理工程师，研究方向：高压电气试验。

文章编号：１００９－３６６４（２０１６）０６－０２０３－０２　中图分类号：ＴＭ４５１　文献标识码：Ａ运营探讨电容式电压互感器介质损耗及电容量测试方法分析杨　龙（国网四川省电力公司攀枝花供电公司，四川攀枝花６１７０６７）摘要：文中论述了电容式电压互感器介质损耗（ｔｇδ）和电容量测试常用方法，对各种测量方法的利弊作出分析和总结。

关键词：电容式电压互感器；分压电容器；自激法；ｔｇδＡｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｏｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｎｄ　Ｃｏｍｍｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ＣａｐａｃｉｔａｎｃｅＹＡＮＧ　ｌｏｎｇ（Ｐａｎｚｈｉｈｕａ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｓｔａｔｅ　Ｇｒｉｄ　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐａｎｚｈｉｈｕａ　６１７０６７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｌｏｓｓ（ｔｇδ）ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ａｎｄ　ｃｏｍｍｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒ－ｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｓｕｍ－ｍａｒｉｚｅｄ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｖｏｌｔａｇｅ　ｄｉｖｉｄｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ；ｓｅｌｆ　ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ；ｔｇδ 由于电容式电压互感器（也称ＣＶＴ）具有结构简单、防止铁磁谐振、兼做高频保护和载波通讯用、绝缘可靠等优点，在电力系统１１０　ｋＶ及以上电压等级中得到广泛应用。

容性设备相对介质损耗因数及电容量比值带电测试

2、带电测试
绝对测量法Βιβλιοθήκη 母线电压互感器CX
取样
单元
UN
IX
主机
取样单元
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如何测量介损及电容量
2、带电测试
相对测量法
tanδ2= tanδ1+ tanα Cx/Cn=Ix/In
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如何测量介损及电容量
2、带电测试
高一某班，需要统计每个同学身高信息，但由于条件有限，只有一把教学用的三角板，最大量程50cm，已知小明同学昨天医院体检时测量身高为150cm，试想如何最快得到其他同学身高信息？
对于线路耦合电容器的信号取样，为避免对载波信号造成影响，应采用在原引下线上直接套装穿芯式零磁通电流传感器的取样方式。
回路导线材质宜选用多股铜导线，截面积不小于4mm2，并应在被测设备的末屏引出端就近加装可靠的防断线保护装置。
取样单元应免维护，正常使用寿命不应低于10年。
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如何测量介损及电容量
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如何测量介损及电容量
3、末屏（低压端）取样形式
2）传感器型取样单元
传感器型取样单元应满足以下要求：采用穿心结构，输入阻抗低，能够耐受 10A工频电流的作用以及10kA雷电流的冲击。具有完善的电磁屏蔽措施（采用高导磁屏蔽材料），在强电磁场干扰环境下的相位变换精度不应超过0.02度。具有较好的防潮和耐高低温能力。采用即插式标准接口设计，方便操作。
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如何测量介损及电容量
3、末屏（低压端）取样形式
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如何测量介损及电容量
3、末屏（低压端）取样形式
接线盒型优点：结构简单，价格相对较低便宜；受现场电磁场干扰较小；停电例行试验时，操作方便且安全性高；

电力容性设备介质损耗测量方法及其影响因素分析

电力容性设备介质损耗测量方法及其影响因素分析电力容性设备是电力系统中常用的一种电气设备，主要用于电能存储、电力传输和电力补偿等功能。

而介质损耗是电力容性设备工作过程中产生的一种能量损耗现象，会影响设备的性能和使用寿命。

本文将介绍电力容性设备介质损耗的测量方法，并分析影响介质损耗的因素。

一、电力容性设备介质损耗的测量方法1.工频测量法工频测量法是一种常用的介质损耗测量方法。

这种方法通过在电力容性设备两端接入电压源，测量电压和电流的相位差来得到介质损耗角正切值。

为了提高测量的准确性，通常需要使用相位差测量设备，如功率因数表、电桥等。

2.中频噪声测量法中频噪声测量法是一种基于中频噪声测量的介质损耗测量方法。

这种方法利用电力容性设备在高频下的损耗特性，通过测量中频噪声的幅度和相位，推算出介质的损耗正切值。

这种方法适用于高频测量，可以克服工频测量法中的一些限制。

3.温升测量法温升测量法是一种通过测量电力容性设备的温度变化来推测介质损耗的测量方法。

这种方法需要在设备表面安装温度传感器，通过监测设备温度的变化情况，分析介质损耗的程度。

这种方法的优点是简单易行，但需要注意设备的散热情况，以免影响测量结果的准确性。

二、影响电力容性设备介质损耗的因素分析1.电场强度电场强度是介质损耗的主要影响因素之一、电场强度的增加会导致介质分子的振动增强，从而增大了介质的损耗。

因此，在设计电力容性设备时，需要合理选择电场强度，并进行适当的降低，以减小介质损耗。

2.介质材料介质材料的选择会直接影响介质损耗的程度。

一般来说，低损耗介质具有较小的损耗正切值，而高损耗介质的损耗正切值较大。

因此，在设计和制造电力容性设备时，需要选择低损耗的介质材料，以降低介质损耗。

3.温度温度对介质损耗有显著影响。

随着温度的升高，介质分子的热运动增强，损耗也会增加。

因此，在使用电力容性设备时，需要注意控制设备的温度，避免超过介质的耐温范围，以减小损耗。

4.设备结构5.设备运行状态电力容性设备的运行状态也会影响介质损耗。

浅谈电力设备介质损耗因数高电压下的现场测量

浅谈电力设备介质损耗因数高电压下的现场测量摘要：随着社会经济的快速发展，人民的生产生活水平的不断提高，对于电力系统也有了更高质量的要求，电力相关开始向大电压，大容量的方向发展，而容性电力设备在于发电厂和变电站等占有很大的比例，而介质损耗因数是用来反映容性电力设备在绝缘状态的重要参数，是电网对于设备的绝缘状态的监测的重要参数。

本文就介质损耗因数与电压之间的关系，介绍有关现场测量的方法和注意事项，并对其中的一些问题提出解决策略。

关键词：电力设备；介质损耗因数；现场测量引言：在现场进行测量的过程中，一般来讲都是由十千伏逐步增加到容性设备的额定电压，而在设备的交接和电网环境工作的预防中，只进行十千伏电压下的现场测量。

电力设备的绝缘因素通常与施加的电压有很大的关系，正确的来反映设备的在不同电压下的介质损耗因数需要在额定电压在进行测量。

并且作为电网的重要监督项目，国家要求各地在开展二百二十伏以上的电压测量来保证各地的用电安全。

一、介质损耗因数与现场电压施加的关系介质损耗因数与现场电压施加关系的测量可以全面的反映出设备的使用情况，在设备良好的情况下，介质损耗因数一般不随着现场电压的升高而升高，但是在设备长时间使用未经管理的情况下，在设备出现气隙或者杂质，或者由于当地的天气原因受潮的情况下，对于现场电压的施加的变化量就比较大，也有一些特定的情况，介质损耗因数tanδ会随着电压的升高而减小，不同设备之间的因数也不同。

（一）良好绝缘环境和设备状态在设备处于良好状态下并处于良好绝缘的环境中时，介质损耗因数与现场电压的施加关系的比例因数不大，不随着电压的升高而有着明显的变化。

只有当现场电压升高到一定幅度之时，才会有着些许的比例变化，对于整体而言不影响其工作效果。

并且在保证良好绝缘和设备状态的同时提升或降低电压之时，介质损耗因数曲线最终都将回归到原路径从而不会导致环庄曲线。

（二）绝缘存在气隙，杂质等情况在现场电压逐步施加的过程中，在未达到局部放电所要求的起始电压值之前，介质损耗因数不会随着现场电压的升高而出现显著的变化。

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电器与能效管理技术（２０１７Ｎｏ．１０）
・检测与试验・
容性设备相对介质损耗因数及电容量比值带电测试方法探析
王烨，杨晓国０４４０００）（国网运城供电公司，山西运城
摘
要：为了探索容性设备相对介质损耗因数及电容量比值带电测试方法，以某
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｒｅｌａｔｉｖｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓｆａｃｔｏｒａｎｄｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｒａｔｉｏｌｉｖｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ，ｔａｋｉｎｇａ２２０ｋＶｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｒｅｌａｔｉｖｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｌｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｕｎｉｔｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｌｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｈａｓｅｏｉｌｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙｔｅｓｔ，ａｎｄ
ＤＯＩ：１０．１６６２８／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５ — ８１８８．２０１７．１０．０１５
ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅＭｅｔｈｏｄｏｆＭｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＬｏｓｓＦａｃｔｏｒａｎｄ
ｔｈｅｌａｔｅｓｔｓｔａｔｕｓｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅａｔａｎｙｔｉｍｅ，ｂｕｔａｌｓｏｒｅａｌｉｓｔｉｃａｌｌｙｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｒｕｎｎｉｎｇｓｔａｔｅ．
ｔｈｅｐｈａｓｅｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ，ｉｔｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｌｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓａｎｄｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｎｏｔａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｏｂｔａｉｎ
可获得试品最新状态量，而且测量所得数据能够切实反映设备在运行状态下的绝缘
状况。
女，高级工程术研究。
关键词：介质损耗；带电测试；油色谱试验；绝缘中图分类号：ＴＭ４５２文献标志码：Ａ文章编号：２０９５ — ８１８８（２０１７）１０－００６６－０４
王烨（１９７２一），
２２０ｋＶ变电站电流互感器相对介质损耗电容量带电检测问题为例，通过采用单元电流互感器带电检测、对应相油色谱试验、对应相电流互感器局部放电试验等方法，可实现
带电试验测量介质损耗及电容量。所提方法在不影响供电可靠率的前提下，不仅随时
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓ；ｌｉｖｅｔｅｓｔ；ｏｉｌｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃｔｅｓｔ；ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ
ＣａｐａｃｉｔａｎｃｅＲａｔｉｏｏｆＣａｐａｃｉｔｉｖｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔ
ＷＡＮＧＹｅ．ＮＧＸｉａｏｇｕｏ
（ＳｔａｔｅＧｒｉｄＹｕｎｃｈｅｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｙｕｎｃｈｅｎｇ０４４０００，Ｃｈｉｎａ）