综述电力变压器套管介损试验
套管介损测试
介质损耗高压套管的测试试验接线及试验设备介质损耗因数的定义绝缘介质在交流电压作用下的等值回路及相量图如图3-1所示。
图3-1绝缘介质在交流电压作用下的等值回路及相量图众所周知，在某一确定的频率下，介质可用确定的电阻与一确定的电容并联来等效，流过介质的电流由两部分组成，I CX 为电容性电流的无功分量，I RX 为电阻性电流的有功分量，介质的有功损耗将引起绝缘的发热，同时介质也存在着散热，而发热、散热跟表面积等有关，为此应测试与体积相对无关的量来判断绝缘状况，为此测试有功损耗除以无功损耗的值，此比值即为介质损耗因数。
Q=U ·I CXP=U ·I RX则Q P =CX RX I I =tg δ (3-1)从公式（3-1）可以看到图3-1中介质损耗因数即为介质损失角δ的正切值tg δ。
试验目的高压套管大量采用油纸电容型绝缘结构，这类绝缘结构具有经济实用的优点。
但当绝缘中的纸纤维吸收水分后，纤维中的β氢氧根之间的相互作用变弱，导电性能增加，机械性能变差，这是造成绝缘破坏的重要原因。
受潮的纸纤维中的水分，可能来自绝缘油，也可能来自绝缘中原先存在的局部受潮部分，这类设备受潮后，介质损耗因数会增加。
液体绝缘材料如变压器油，受到污染或劣化后，极性物质增加，介质损耗因数也会从清洁状态下的0.05%左右上升到0.5%以上。
除了用介质损耗因数的大小及变化趋势判断设备的绝缘状况外，电容量的变化也可以发现电容型设备的绝缘的损坏。
如一个或几个电容屏发生击穿短路，电容量会明显增加。
由此可见，测量绝缘介质的介质损耗因数及电容量可以有效地发现绝缘的老化、受潮、开裂、污染等不良状况。
典型介损测试仪的原理接线图从20年代即开始使用西林电桥测量tgδ，目前介损测试电桥已向全自动、高精度、良好抗干扰性能方向发展，比较经典的有三种原理即西林型电桥、电流比较型电桥及M型电桥。
下面分别作简要的介绍：（1）西林电桥的原理图3-2所示图3-2西林电桥的原理图图中当电桥平衡时，G显示为零，此时3RZx=4ZZx根据实部虚部各相等可得：tgδ=ωR4C4C≈RRCn34（当tgδ＜＜1时）根据R3、C4、R4的值可计算得出tgδ、C的值。
变压器油纸电容式套管介损试验及分析
变压器油纸电容式套管介损试验及分析摘要：介绍了500kV主变220kV中压侧三只油纸电容式套管主绝缘的介损试验，分析了其介损测量值一个远小于交接值、一个为负值的异常现象。
分析表明：套管主绝缘介损测量值远小于真实值的原因是由于瓷套表面潮湿、污秽严重带来的杂散电容干扰所致。
关键词：油纸电容式套管；介损；杂散电容；污秽；干扰油纸电容式套管由电容分压原理卷制而成，用引线接头将变压器绕组引至外部和接入电网，由高压电缆纸和导电铝箔组成的电容芯子作为内部绝缘结构，瓷套作为外部绝缘，中间注入合格的变压器油以起到绝缘和散热作用，接地套管用于末屏接地。
其主绝缘是电容芯子，它是在套管的中心导管外包绕铝箔作为电容屏、油浸电缆纸作为屏间介质组成的串联同轴圆柱电容器，一端与中心导管相连，另一端由连接法兰的末屏接地套管测量端子引出。
通常所说的套管tanδ为套管主电容上的介损测量值，而不是末屏对地电容的tanδ。
在测量变压器套管tanδ时，与被试套管相连的所有绕组端连在一起加压，其余绕组端均接地，末屏接电桥，正接线测量。
用正接法测量套管主绝缘tanδ的接线方法如图1所示。
图1 套管主绝缘介损测量的接线方法1.套管介损试验结果2012年7月，广东省电力公司检修公司变电检修中心对所属某500kV主变220kV中压侧油纸电容式套管进行首检例行试验时，出现了套管介损测量值为负值的异常现象。
该500kV主变220kV中压侧油纸电容式套管用正接法及10kV测量电压测得的三相介损例行试验结果如表1所示。
从表1可以看出，中压侧三相套管的电容实测值均为合格。
但C相套管介损测量值为负值，这个测量值显然是异常的。
B相套管介损测量值虽然不是负值，但只有0.06%，远远小于交接试验值的0.19%，说明B相套管的介损测量值与介损实际值之间也有可能出现了极大的误差。
介损测量值为负值的原因可能有[4-9]：电桥标准电容器CN有损耗；电场干扰；空间构架（杂物、墙壁梯子等）构成空间干扰网络；套管法兰与地接触不良；瓷套表面潮湿、污秽严重。
变压器套管介质损耗因数tanδ试验误差分析与控制
变压器套管介质损耗因数tanδ试验误差分析与控制摘要：本文介绍了某核电机组220kV高压备用变压器在进行套管介质损耗因数tanδ试验过程中，出现误差的事例，并分析产生的原因及相应的控制措施，为预防类似工程问题的出现提供借鉴经验。
关键词：电气试验介质损耗因数tanδ误差分析1.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。
2.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。
3.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。
变压器绕组连同套管的介质损耗因数测量
变压器绕组连同套管的介质损耗因数测量一、工作目的发现变压器绕组绝缘整体受潮程度。
二、工作对象SL7-1000/35型电力变压器变压器一次绕组连同套管三、知识准备见第一篇第四章、第二篇第七章第三节四、工作器材准备序号名称数量1 介质损耗测试仪1套2 试验警示围栏4组3 标示牌2个4 安全带2个5 绝缘绳2根6 低压验电笔1支7 拆线工具2套8 湿温度计1支9 计算器1个10 放电棒1支11 接地线2根12 短路铜导线2根13 高压引线1根14 低压引线1根五、工作危险点分析(1)实验前后充分放电；(2)介质损耗测试仪一定要接地；(3)禁止湿手触摸开关或带电设备；(4)注意与其他相邻带电间隔的协调。
六、工作接线图图1介质损耗因数测试试验接线示意图七、工作步骤1. 试验前准备工作。
1)布置安全措施；2)对变压器一、二次绕组充分放电；3)试验前应将变压器套管外绝缘清扫干净；4)测量并记录顶层油温及环境温度和湿度。
2．试验接线。
1)将介质损耗测试仪接地端接地。
2)二次绕组短路接地、非测量绕组套管末屏接地；3)高压绕组短路接高压芯线；4)两人接取电源线，并用万用表测量电压是否正常，测试电源盘继电器是否正常工作；5)复查接线；6)接通电源。
3．试验测试过程，参数设定。
1)打开介质损耗测试仪，在菜单中选取反接法；2)对于额定电压10KV及以上的变压器为10KV，对于额定电压10KV及以上的变压器，试验电压不超过绕组的额定电压；3)打开高压允许开关，进行升压，4)测试介质损耗，5)填写试验报告。
4．测量结束的整理工作。
1)关闭高压允许开关，抄录数据；2)关闭介质损耗测试仪，切断试验电源；3)用放电棒对变压器一次绕组充分放电；4)收线，整理现场。
八、工作标准1）当变压器电压等级为35kV 及以上且容量在8000kV A及以上时，应测量介质损耗角正切值tanδ ；2 ）被测绕组的tanδ 值不应大于产品出厂试验值的130%；3 ）当测量时的温度与产品出厂试验温度不符合时，可按下表换算到同一温度时的数值进行比较。
110kV变压器套管介损试验方法
1引言按照《电力设备预防性试验规程》的规定，在对电容量为3150kVA 及以上的变压器进行大修或有必要进行绕组连同套管时，应对损失角正切值tan δ进行测量[1]。
若介损值超标，就意味着变压器可能受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着油泥或设备绝缘存在严重缺陷；若电介质严重发热，设备则有爆炸的危险，应立即检修。
然而实际中，对大中型变压器的tan δ测量，只能发现整体的分布性缺陷，因为局部集中性缺陷所引起的损失增加值占总损失的很小部分，也就是说套管缺陷引起的损耗增加值占总损耗的很小部分，因此若要检测大容量变压器套管的绝缘状况，应单独测量套管的介质损耗正切值和末屏对地的介损值[2]。
2变压器套管结构变压器套管是将变压器绕组的高压线引至油箱外部的出线装置。
110kV 以上的变压器套管通常是油纸电容型，这种套管是依据电容分压原理卷制而成的，电容芯子是以电缆纸和油作为主绝缘，其外部是瓷绝缘，电容芯子必须全部浸在优质的变压器油中[3]。
110kV 级以上的电容型套管，在其法兰上有一只接地小套管，接地小套管与电容芯子的最末屏（接地屏）相连，运行时接地，检修时供试验（如测量介损、绝缘电阻等）用。
当套管因密封不良等原因受潮时，水分往往通过外层绝缘逐渐进入电容芯子，因此测量主绝缘和测量外层绝缘即末屏对地的绝缘电阻及介质损耗因数，能有效地发现绝缘是否受潮。
为防止套管在运行中发生爆炸事故，应定期进行主绝缘和末屏对地介损试验[4]。
3变压器试验规程的规定为了及时有效地发现电容型套管绝缘受潮，《电力设备预防性试验规程》规定大修后或运行中油纸电容型110kV 套管主绝缘的tan δ值在20℃时不大于1.0%，当电容型套管末屏对地绝缘电阻小于1000M Ω时，应测量末屏对地的介质损耗因数，其值不大于2。
电容型套管的电容值与出厂值或上一次试验值的差别超出±5%时，应查明原因[5]。
4套管的介损试验方法为了准确测量套管的受潮情况和末屏对地的绝缘情况，在实验室内，对一台110kV 电容型套管进行如下试验：该试验采用HJY-2000B 型介损测试仪。
变压器介损及电容量测试
影响tanδ的因素
试验电压的影响 良好绝缘的tanδ不随电压的升高而明显增加。若绝缘内部有缺陷，则其tanδ将随试验电压的升高而明显增加。
1
2
变压器介损及电容量测试
检查试验接线是否正确、接触是否良好；
将瓷套表面擦干净；
采用不同试验方法。
排除干扰影响；
调整试验引线与试品的夹角，尽量接近90度；
9 介损异常处理
3
由于a、b间电压没有完全
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抵消，因此M型电桥也称为
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不平衡电桥。Uw测量的是绝
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对值，小介损时电压很低，
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难以保证测量精度。
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4 各种电桥的的原理
变压器介损及电容量测试
01
03
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绕组连同套管的tanδ和电容值
电容型套管的tanδ和电容值
5 试验项目
变压器介损及电容量测试
变压器介损及电容量测试
高、中、低压绕组
－
反接法
－
变压器介损及电容量测试
试验项目
变压器介损及电容量测试
试验项目 绕组连同套管的tanδ和电容值 不拆一次引线 将被试绕组短接接地充分放电。 被试绕组需首末端短接后加压。 施加电压 绕组电压10kV以上：10kV 绕组电压10kV以下：Un
变压器介损及电容量测试
5 试验项目
电容型套管的tanδ和电容值 拆开套管末屏接地片（线） 与被试套管相连的所有绕组端子短接后接介损测试仪高压端，其余绕组端子均接地，套管末屏接介损测试仪，正接线测量 施加电压10kV
变压器介损及电容量测试
变压器介损及电容量测试
试验项目
电容型套管的tanδ和电容值 如果电容型套管末屏对地绝缘电阻小于1000
XX变主变套管高压介损措施
变压器套管高电压介损试验措施一、编制说明：变压器是变电所的心脏，对于大型变压器，测量总体的介质损耗往往不容易发现套管的绝缘缺陷，因此变压器安装前应先要进行套管的介质损耗试验。
套管高电压介质损耗试验是集大型高压试验、起重作业为一体、工作强度大、危险性大的试验项目。
为了确保试验安全，提高试验数据的准确性，在总结以往试验的基础上，特编制本试验措施，在变压器套管高电压介损测试过程中，所有参加试验的人员应遵照执行。
二、编制依据1.〈〈电力建设安全工作规程〉〉-----------DL5009.3-19972.〈〈现场绝缘试验实施导则〉〉--------------DL560-953.〈〈电气装置安装工程电气设备交接试验标准〉〉-------GB50150-20064.〈〈仪器使用说明书、工程相关厂家资料〉〉三、变压器试验概况本工程新建110kV变压器两台，为江苏华鹏变压器公司生产，容量均为50MVA，三侧电压等级为110kV、35kV和10kV。
其中35kV、10kV侧为纯瓷套管，110kV侧油浸纸电容式套管，由南京智达公司生产，高电压介损试验只对110kV侧套管进行。
电容式套管为真空注油全密封式，110kV电压等级6只，110kV侧中性点套管2只。
110kV 套管长约3米。
由于GIS变电所内空间较小，且施工人员交叉作业较多，因此安全情况较为复杂。
试验设备放置在主变旁边的马路干道上，四周设安全围栏，并全过程安排人员监护，防止外来人员误入。
套管起吊后应特别注意与试验设备与起吊设备以及周围物体的安全距离，并且应保证有足够的空间放置其他的试验设备。
特别进行220kV套管高压介损测试时，电压较高，应特别注意安全距离。
试验时应采取一些抗干扰措施，采用抗干扰的屏蔽线，采用具有抗干扰功能的试验仪器及变频测试都是抗干扰的有效方法。
四、试验方案1、试验方案简述：变压器套管高压介损试验采用专用变压器进行升压，用介损测试仪进行介损测量。
220kV义城变主变套管高压介损措施
变压器套管高电压介损试验措施一、编制说明：变压器是变电所的心脏，对于大型变压器，测量总体的介质损耗往往不容易发现套管的绝缘缺陷，因此变压器安装前应先要进行套管的介质损耗试验。
套管高电压介质损耗试验是集大型高压试验、起重作业为一体、工作强度大、危险性大的试验项目。
为了确保试验安全，提高试验数据的准确性，在总结以往试验的基础上，特编制本试验措施，在变压器套管高电压介损测试过程中，所有参加试验的人员应遵照执行。
二、编制依据1.〈〈电力建设安全工作规程〉〉-----------DL5009.3-19972.〈〈现场绝缘试验实施导则〉〉--------------DL560-953.〈〈电气装置安装工程电气设备交接试验标准〉〉-------GB50150-20064.〈〈仪器使用说明书、工程相关厂家资料〉〉三、变压器试验概况本工程新建220kV变压器两台，两台主变三侧电压等级为220kV、110kV和35kV。
其中35kV侧为纯瓷套管，220kV、110kV侧油浸纸电容式套管，都由上海MWB公司生产，高电压介损试验只对220kV、110kV侧套管进行。
其中一台由江苏华鹏变压器有限公司生产，型号为OSFSZ10-180000/220,容量为180MVA。
电容式套管为真空注油全密封式， 220kV等级套管有3只，套管型号为COT1050-800，110kV电压等级3只,套管型号为COT550-1600；另一台由特变电工衡阳变压器有限公司生产，型号为SFSZ10-180000/220,容量为180MVA。
电容式套管为真空注油全密封式， 220kV等级套管有3只，套管型号为COT1050-800，110kV电压等级3只,套管型号为COT550-1250，高压侧和中压侧中性点各1只，型号为COT550-800和COT325-1250 。
220kV套管长约5米，110kV套管长约3米。
在进行试验时，试验设备应放置在主变旁边的马路干道上，四周设安全围栏，并全过程安排人员监护，防止外来人员误入。
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综述电力变压器套管介损试验
摘要：本文阐述电力系统中的变压器改变交流电压的重要装置，在维持系统运作中发挥了关键作用。
对变压器进行介损试验有助于掌握装置的结构性能，判断变压器使用期间状态的正常与否，在故障发生后提醒技术人员采取措施处理。
针对这一点，文章分析了“变压器介损试验”的有关问题，以变压器套管介损试验为重点，联系现场试验情况之后，对试验中涉及到的问题进行进一步研究。
关键词：变压器；套管介损；现场试验；分析
变压器套管是把变压器中的高、低压引线连接到油箱之外，发挥了重要的引线功能，也是变压器载流的主要元件。
变压器套管出现故障后，则会造成油管引线作用受损，不利于变压器的正常运行。
通过110 kV变压器套管介损试验，企业可以及时发现变压器运行存在的诸多问题，采取有效的方法防止介损扩大。
1变压器套管结构
变压器套管的主要作用在于把变压器装置里的高压引线、低压引线牵引到油箱之外，对整个装置内的电流负荷有很大的引导作用。
目前，我国电力企业采用的110 kV变压器套管均为电容型，这种套管产品的法兰上有接地小套管，其与电容芯子互相连接，在变压器运行过程中会发挥检修、试验等功能，如介损检测、绝缘检测等。
①结构介绍。
变压器电容套管是目前运用最多的电容套管，这种套管具有小重量、小尺寸、小体积等特点，在变压器中的运用十分广泛。
电容套管的具体结构为：套管的主绝缘使用了油纸电容芯子，载流方法是选用了穿缆式，套管在变压器中的连接结合了多组压力弹簧引起的轴向压紧力完成。
一般情况下，110 kV 以上的套管在瓷件、连接套管之间的连接处添加了心卡装结构，这样可以显著改善套管的密封效果。
套筒在连接过程中设置了抽头装置、取油阀、放气塞等，每一种结构都有着不同的作用。
②试验流程。
第一，选择AI-6000介损仪装置，将其与变压器准确地连接起来；第二，把AI-6000型的数据、QSI型数据之间进行对比分析；第三，检测电容套管的受潮状况，测量套管主绝缘的介损、末屏对地的绝缘电阻等值数；第四，总结试验中需要注意的相关事项，为后期的试验积累经验。
2变压器套管介损试验
套管在变压器装置中负责引线，能够保持变压器设备处于正常的运行状态。
若变压器套管介损过大，不仅破坏了原有的线路结构，也会造成线路内电流负荷大小不一，极易造成各种线路故障。
因而，对变压器套管介损试验深入分析是很有必要的，技术人员在试验现场要做好各项数据的记录处理。
①数据分析。
为了有助于变压器套管介损的试验分析，本次研究选用110 kV
变压器的套管介损为对象。
此次接受套管介损试验的是110 kV的电容型套管，运用到的设备为济南泛华公司的AI-6000型介损测试仪。
根据现场试验的情况看，变压器套管介损试验可通过两个试验完成，即主绝缘试验、末屏对地介损试验。
两组试验数据，见表1、表2。
表1 AI-6000型的数据
表2 QSI型的数据
②测量参数。
考虑到更加准确地判断110 kV变压器电容型套管内部的受潮情况，应对主绝缘介损、末屏对地绝缘电阻等分别测量，两个方面必须同时进行才能反映套管介损状况。
判断介损时参照的指标包括：主绝缘介损因素0.31%，末屏对地绝缘电阻因素0.15%。
AI-6000型的数据、QSI型数据对比发现，单从数据看两组型号的数值十分接近。
但在现场试验中，选择AI-6000设备的操作难度明显小于QSI型介损仪。
试验人员操作时间减短，且获得数据的准确性更高，加快了套管介损试验的流程速度。
③受潮分析。
tanδ会受到试验温度、试验电压的影响，应做好相关参数的控制。
在对介损测量之前，必须要把大小套管内清理干净，防止测量误差过大；在试验过程中，要避免各种干扰因素造成的不利影响，一般选择屏蔽法将电场干扰消除，可结合倒相、移相等方法缩小误差；在受潮分析中要注重各项参数指标的对比分析，这些都会影响到最终的试验判断。
3现场试验注意的事项
110 kV变压器套管介损试验过程中，对于一些特殊的细节要给予足够的重视，这样才能确保套管介损试验的合理性。
就此次电容套管试验状况看，笔者认为在试验中需要注意几点。
①测量方面。
测量数据的准确性对后期的分析有直接影响，因而控制误差是测量过程中需要重点注意的问题，若误差过大则最终的试验结果则会与实际情况偏离。
根据本次现场试验看，为减小误差则要把大瓷套管、小套管进行清洁处理，这样可防止杂质引起过大的误差。
②试验方面。
试验是判断套管介损情况的核心环节，110kV变压器套管介损试验期间，应避免干扰源造成的不利影响。
在试验阶段应把介损仪等设备进行屏蔽操作，选择屏蔽法等吧电磁场干扰控制在有效范围内，这样可显著控制介损试验误差，提高试验数据的准确性。
③温度方面。
温度变化也会影响套管介损试验结果，油纸绝缘是电容套管的
主绝缘构成，若温度大幅度上升或降低，则也会给变压器的性能造成不利影响。
通常，绝缘套管的介损值处于-40℃~+60℃范围不会出现变化，根据这一标准可以适当调整试验方法，以维持正常的试验操作秩序。
④电压方面。
变压器套管试验时还要注意电压大小的控制，这是由于试验电压对tanδ的精度会造成影响。
正常状态下，若处于标准电压值下，tanδ的值不会出现变动。
而若电压值变动后，tanδ则会有相应的变化，现场试验人员要根据tanδ判断套管的受潮、老化等情况。
⑤接地方面。
接地情况也是影响介损试验结构的因素。
在套管介损测量时，要保证被测绕组两端短接，而非测量绕组则必须进行短路接地。
这种接地方式可防止因绕组电感与电容的串联后引起电压与电流相角差的改变，减小了试验造成的误差。
4结语
综上所述，在110 kV变压器套管介损试验期间，要采用先进的试验仪器，拟请整个试验的流程之后才能开展试验活动。
对于试验过程遇到的异常状况，现场试验人员要及时采取措施处理。
此外，本次实验发现若套管的密封性能出现损坏则容易引起渗水、受潮，水分侵蚀电容芯子将破坏原有的绝缘性能，给变压器运行造成损坏，这些都是试验中需要高度重视的问题。
参考文献：
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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。