浅谈变压器高压套管介损的测量及现场试验的应用

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。

介质损耗的测量是电力设备绝缘十分重要的试验项目，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、脏污、劣化变质以及小体积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷，在电力设备交接及预防性试验中得到了广泛应用。

目前，在电气试验中主要都是通过10kV下的介损试验测量（tanδ）的大小来发现设备的缺陷。

可是，10kV的试验电压远低于设备的运行电压，不能真实反映设备运行时的状况。

良好的绝缘在允许的电压范围内，无论电压上升或下降，其介损值均无明显变化。

但现场试验数据显示，不同绝缘介质设备的介质损耗（tanδ）值会随着电压的升高而变大或变小。

所以在设备运行电压下做介质损耗测试才能真实反映设备的绝缘情况。

当设备存在受潮、气泡或导电性杂质等缺陷时，其tanδ值受试验电压(U )大小的影响较大。

通过测量tanδ与试验电压的关系曲线，可以更有效地诊断绝缘缺陷。

如进口500kV开关均压电容，在10kV下测量的介损值通常都比额定电压下要大，经调查研究确定介损试验受Garton效应影响出现超标情况。

Garton效应是M.Garton教授发现在含有纸的绝缘介质（或塑料以及油的混合介质）中，在较低电压下介质损耗正切值的变化可以比较高电压下的值高1-10倍。

所以高电压介损试验越来越受到重视，国家电网公司在《预防油浸式电流互感器、套管设备事故补充措施》中提出了对110kV及以上电流互感器、套管等开展高电压试验的要求。

另外国家电网公司新颁布的企业标准《输变电设备状态检修试验规程》中也要求对主变套管、互感器、断路器等运行设备开展额定电压的介损试验。

若10kV下介质损耗因数超过注意值时，有必要进行额定电压下的介损测量(诊断性试验)，测量tanδ—U 曲线以作参考。

国家电网公司《预防110（66）kV~500kV互感器事故措施》、《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中提出对220kV及以上电压等级互感器进行高电压下的介损试验，这样能真实反映设备运行时的状况，灵敏度更高，更容易发现电流互感器潜在的绝缘弱点，其试验数据更有意义。

三高压套管的介质损耗测试（一）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。

（二）试验接线及试验设备1、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QP=CXRXII=tgδ(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tgδ。

2 几种典型介损测试仪的原理接线图国外从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。

变压器套管介质损耗及电容量在线监测应用分析变电站是我国输变电网络中的核心节点，承担了电网中电压变换和功率传输的重要作用，而其中的电力变压器是执行这一重任的最主要设备。

据统计，套管缺陷占全部变压器缺陷的比例达 18.9%，位居所有变压器缺陷第二位，提高变压器套管绝缘性能监测水平对保障整个电网安全可靠运行至关重要。

1 变压器套管运维现状根据南方电网Q/CSG1206007-2017《电力设备检修试验规程》要求，对220kV及以上电压等级变压器套管每3年进行一次停电试验，对110kV及以下变压器套管每6年进行一次停电试验。

通过停电开展绝缘电阻、介质损耗及电容量测量，可以发现套管中存在的绝缘缺陷。

经统计，主变套管主要的缺陷包括：1）密封不严或老化导致套管进水受潮，2）油中悬浮颗粒物导致套管介电常数增加，3）密封不严、瓷套裂纹或破损导致绝缘油泄漏，4）放电、过热或外部冲击导致绝缘老化，5）瓷套表面脏污导致表面闪络，6）末屏接地不良等导致放电。

现有的停电预防性试验方法存在两个主要的问题：1）试验电压远低于设备运行电压，无法模拟出设备在真实运行电压下的绝缘状况，2）每3年或每6年进行一次停电试验无法在两次试验间隔期间对设备绝缘状况进行监控。

因此，有必要针对变压器套管安装在线监测装置，在设备额定工况状态下持续不间断的对其进行监测。

2 变压器套管介质损耗及电容量在线监测装置2.1 监测原理变压器套管通常采用电容屏均压方式的绝缘结构，对于这种结构，通过测量其介质损耗及电容量参数，可较为灵敏地发现电容型高压套管的绝缘缺陷，现行的预防性试验也把该参数作为主要测量对象。

对变压器套管实施在线监测，可在设备的运行过程中实时监测这两个参数，不但可及时发现运行设备的绝缘缺陷，还可达到延长甚至替代常规预防性试验的目的。

图2-1 变压器套管介质损耗测量原理图在对变压器套管进行在线监测时，首先需要在套管末屏抽头上安装配套设计的末屏信号引出装置，并就近加装防开路保护装置，以便可靠地获取套管末屏的接地电流信号。

『介质损耗因数（tgδ）原理』
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介质损耗因数（tgδ）测量原理 智能型电桥的测量回路还是一个桥体。R3、R4两端
的电压经过A/D采样送到计算机，求得:
进一步可求得被试品介损和电容量
『介质损耗因数（tgδ）原理』
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介质损耗因数（tgδ）测量原理
显示控制单元
人机界面，控制仪器的测量过 程
『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理
电流比较仪电桥的工作原理是采用安匝 平衡的原理。平衡过程见右图，当交流电源 加在试品、标第7页准/共2电1页 容器和电桥及地之间，在 试品上产生一个电流Ix，在标准电容器上也 产生一个电流In，当两个电流流过Wx、Wn时， 由于Ix、In两个电流的相位、幅值不相同， 使Wd 有电流Id产生，通过调整Wx、Wn、C、 R使Ix、In两个电流的幅值相同，相位相反。
『介损测试仪现场使用注意事项』
介损测试仪现场使用注意事项
测量功能
Text in here
试验电压范围 Text in here
如正接线、反接线、自激பைடு நூலகம்CVT测量等 常规介损一般10kV，额定电压介损根据要求确定
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测试电流范围 常规介损一般5uA～1A，高压介损需要更大测试电流
测量精度
介质损耗因数（tgδ）测量原理
QS1电桥是80年代以前广泛使用的现 第3页/共21页
场介损测试仪器。试验时需配备外部标 准电容器（如BR16型标准电容器），以 及10kV升压器及电源控制箱。需要调节 平衡，结果需要换算，使用不太方便。
『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理

２ ｏ １ ５ （ １ １ ） 总第 １ ２ １ ０ 期
往
高压变压器油 ／ 气套管现场介质损耗试验方法讨论
汲旭 ／ 特变电工沈 阳变压器集团有 限公司
摘 要： 从各种 电气设 备的类型 中可 以看 出， 高压 变压 器油 ／ 气套 管是新 型且 典型性较 强的设备类型之 一。 由于这种设备 的结 构类型 比较 突 出， 因此 ， 在现场试验的过程 中工作难 度相对较 大。 需要及 时打开 Ｓ Ｆ ６气 室。 如果没有打 开气室必然会 造成严重的损 耗 。因此 ， 在 机械设备运行 的过程 中， 工作人 员需要 结合 电路 以及试验 的要 求 来进行 分析 ， 做 好介质损耗试 验。对试验 结果进 行分 析。 同时还 需要对 实际的应用条件进行研 究， 保 证试验的 可行性和便捷性 。 本 文中 ， 笔者就对 高压 变压 器油 ／ 气套 管的现场介质损耗 试验 的过程 中和相关的数据进行分析 ， 仅供参考 。 关键词 ： 变压 器； 绝缘油 ； 套管； 现场试验 ； 介 质损耗测量 大型 电器 变 压器 在 运行 的过 程 中需 电路 中主 要是 增加 了电感 Ｌ和 杂 散 电容 ｌ 导 致高 压变压器油介质超标的 因素 。 要和 Ｇ Ｉ Ｓ相连接 ， 因此 ， 高压出线套管选择 Ｃ ｏ ， 套管 中的 电路 形式主要 呈现出 星形结 第一 ， 微生 物污染 因素 由于在安 装和大 修 绝缘油 ／ 气 套管的形式是 比较常见的 。这 构 。为 了对试 验接 线 的测 量结 果 进行 分 高 压变 压器 时 不可 避免 的入 侵 了一 些微 是一 种 新型 的设 备 类型 ，在 应 用 的过程 析 ， 还 需要对 相应的等 值复阻抗 参数进 行 生 物 ， 而在油 中 又富含 水 ， 空气 等微 生物 中 ，主 要是 以 电力设 备 的试 验 规程 来进 计算和分析 。 其 中包 括电桥电路 中的不 同 的生存必 需品 ，因此 使微生 物得 以生长 ， 行 。在 应用之 前需要 进行相 关的试 验 ， 需 连接点 的设置 。对 于测量结 果来 说 ， 试验 繁殖 和代谢。因为微生物 中所含 的蛋 白质 要注意 的是 ，在试 验的过程 中应 该让 Ｓ Ｆ ６ 接线的情况是主要 的影 响因素。 本 身即为胶 体 ， 所 以微生 物的污 染实质 上 的气 室处于打 开的状 态 。在处 理过程 中 ， 具 体 来说 ，其 中一 个 阻抗 为 等值 阻 即为胶体 的污染。而且微生物通 常均 具有 和 整个 电路结构 是 并联 关系 ， 在 电桥 电荷 ，这在 一定程度 上提高 了油 的电导 ， 由于工作 量相对较 大 ， 工 作人 员的工作 强 抗 ， 度也 比较高 ， 在现 场进行 试验具有 一定 的 处于平 衡状态 下 ， 不会对测 量结果产 生任 致使 电导 损耗上升 ， 随之 致使高 压变 压器 不变 形 。为了对设备 运行 的状 况 ， 设备 的 何影响 。不 同接 点之 间的阻抗值 也不 同 。 油介 损超过规定标准 。 缺陷等进行检 测和试验 。 研究 人员要 根据 但是在 测量 的过 程 中， 都应该 在保证 电路 第二 ， 含水 量因素虽 然在高 压变 压器 试验现场 的条件对油 ／ 气 套管的试验 方法 处于平衡状态下进行 。研究人 员在对 电容 的生产和 制作过程 中 ， 绝 缘材料 已经经 过 来 进 行分 析 ， 在 降低 误 差的 情况 下 ， 提 升 量测量 值的影 响程度进 行分析 的过程 中 ， 干燥 处理 。但不可避免 的在 其深层还是会 试验 的准确性 。 主要 应 该对 电容 量 值的构 成 因素 进行 分 留下少量水分 。 设备 结构 特点及试验 中的 问题 析 ，可 以忽略 的因素也 需要考虑 到其 中 。 ２ 介 质损耗 仪器 类型 。Ｂ Ｃ ２ ６ ９ 。 Ｂ介 质 从设备 运行 的过 程 中可 以看出 ，油 ／ 对于介 质损耗测 量值来 说 ， 如果忽视 电容 损耗 测试 仪是 一种 先进 的测 量 介质 损 耗 气 套 管 的应 用主 要是 为 了将变 压 器 的出 的变 化程度 ， 电阻 值就是最 重要 的影响 因 （ ｔ ｏ ８） 和 电容 容 量 （ Ｃ ） （ ） 的 仪器 ， 用 于 工频 线和 Ｇ Ｉ Ｓ 相连接 。 通常 隋况下 ， 主要采用的 素 。同样 ， 电阻 值也 是各部分的代数之和 。 高压下 ， 测量各 种绝缘材 料 、 绝缘 套管 、 电 是 油 纸 电容型 结构 ，将 设 备安 装 完毕 之 高压套 管介质 的损耗量 、 等 值容抗 等都 是 力电缆 、 电容器 、 互感 器 、 变压器 等高 压设 后， 其 下端的位 置就会和 变压 器进行 紧密 影响误 差的重 要因素 。因此 ， 研究 人员 需 备的 介质损 耗 ， （ ｆ ｑ ８） 和 电容容 量 （ Ｃ Ｘ ） 它 地连接 。然后将整体部分 都浸入到变压器 要对各种数 值和 因素进行研究和分析 。 淘汰了 Ｑ Ｓ高压电桥 ， 具有操作 简单 、 中文 的油中。 这时， 需要保证设备上端 和 Ｇ Ｉ Ｓ相 四、 对 变 压 器 的研 究 显示 、 打印 、 使用 方便 、 无需 换算 、 自带 高 连 。同时将 Ｓ Ｆ ６ 处于封 闭Ｉ 状态 下。 变 压器套 管 的主 要作 用 是 把变 压 器 压 、 抗 干扰能力 强 、 测 试 时间 （ 在 国 内同类 接 下 来需 要对 套 管介 质 的损 耗程 度 装 置里的高 压引线 、 低压 引线牵 引到油 箱 产品 中速度最 陕） 等特点 。 体积小 、 重量轻 和 电容量进行细致地测 量。需要将气室 中 之外 ， 对 整个 装置 内的 电流 负荷有 很大 的 是第 二代 抗千 扰 介质损 耗 测试 仪 的 主要 的气体排 空 。然后 打开气 室 ， 做好试 验接 引导作 用。对变压器进行介损试验有 助于 特 点 。 基 本 测 量 误 差 如 下 ：介 质 损 耗 线工作 。在试验 完成之后 ， 需 要将气 室 中 掌握 装置 的结构 性能 ， 判断 变压器 使用 期 （ ｔ ｑ ６） ： ｌ ％ ７个 字 （ 加 载 电流 ２ ０ ｕ Ａ～ 的空气抽千 。然后注入 质量达标的气体类 间状 态的正 常与否 ， 在故 障发生后 提醒 技 ５ ０ ０ ｍＡ） 。 介质损耗 （ ｔ Ｏ ８） ： ２ ％ ９个字（ 加 型。这一 工作 的难 度较大 ， 而且对于 操作 术人员采取措施 处理 。 套管属于小 电容 量 载电流 ５ ｕ Ａ～ ２ ０ ｕ Ａ） 。电容容量 （ Ｃ ｘ ） ： １ ５ ％ 人员的要求也 比较高 。在操作的过程 中很 设 备 ， 通 过介损值 测试能 灵敏反 应绝缘 受 ± １ ． ５ ｐＦ 。 容易 出现 严重 的不足和缺 陷 。另 外 ， 对于 潮 、 老化 等分 布性 缺 陷 ， 所 以介 损测 试 是 总结 ： 总而言之 ， 对高压变压器 油 ／ 气 油／ 气型的 电容 器套管来说 ，对 其内部结 套 管质 量检验的重要项 目。 套管介 质的损耗 进行试验 ， 可以对损 耗程 构 和 工作 原 理进 行分 析和 研 究是 工作 人 研 究人 员应该根据 变压 器系列 多 、 对 度以及影响 因素进行 明确 。同时还可 以将 员的主要工作 内容 。 变 压器 性 能要 求高 和 目前检 测 手段 不 完 介质损 耗的程度 控制在标 准的 范围 内 ， 减 二 、油 ／ 气 套管介质损耗和 电容量测 善 的 实际 ， 借 助 微机 控制 技术 ， 从理 论 上 少损耗程度 。测量结果是不 断变 化的。对 量试验方法及接线 研 究变 压 器在 线试 验与 故 障诊 断 的技 术 历史数 据进行 比较的过程 中， 需要对 试验 为了 提升 现场 试 验 的准 确性 和科 学 方 法 ，用以指 导变压器 投运 后能够 可靠 、 所获得 的数据和 状态进行 分析 ， 提升 试验 性 ，首先 需 要对 电压器 高 压 油 ／ 气套 管 安全 、 经济运行 。通 过分析变压器标准 ， 整 的准确性 。 ｔ ａ ｎ ８ 以及 电容量进行 测定 。该 试验需要 理 出满足 电力变压器 试验 的工作标 准 、 试 参考文献 在关 闭 Ｓ Ｆ ６气室 的情 况下进行 ， 但 是在这 验 要求和步 骤 ； 按照“ 功能综 合化 ， 结构 微 ［ １ 】 彭桥 ， 任峻石 ． 电容 式高压套管安装在 线 种 情况 下无法 直接测定套 管端部 的 电压 ， 机化 ， 监 视屏 幕 化 ， 管 理智 能化 ” 的要 求 ， 监测 的探 讨［ Ｊ ］ ． 装备制造． ２ ０ １ ２ （ ０ １ ） ． 在 测 量 的过程 中还需 要通 过 套管 的 绕组 设 计 了 电力变 压器 性能 参 数综 合检 测 系 ［ ２ 】 孙春雷 ， 陈照强． 电力设备 介质损耗在 线 中心 点来对套 管的 电压 进行测 量和控 制 。 统 ； 根据 变压器 试验标 准和计 算机控 制技 监 测 技 术 综 述 【 Ｊ 】 ．科技 创 新 导报 ． ２ ０ １ ２ 试验 人 员要 在整 个试 验 过程 中将 隔 离开 术 ， 设计 出符 合 微机 检测 的 方法 ； 对变 压 （ ２ ７ ） ． 关和刀闸断开 。 器 试验 中的短 路试 验 的在 线测 量 作试 验 ［ ３ 】 申积 良 ， 黄福勇， 周 卫华 ， 汤 美云 ， 魏 力 三、 试验接 线对测量值 的影响及误差 室模 拟研究 ， 说 明��

本文主要对油纸电容型套管日常维护、试验和检测方法进行讨论，分别从预防性试验技术、专业巡检技术和在线监测技术三方面方面介绍了停电试验、检查内容及注意问题，专业巡检的重点部位和项目，以及在线监测技术的应用和建议。

一、前言近年来，电力变压器高压套管的故障时有发生，电力单位高度重视套管的运行情况，制定各项反事故措施，保证套管的安全运行。

笔者结合多年来的现场实际工作经验，谈谈套管的现场试验监测技术。

二、油纸电容型套管的结构原理110kV及以上的电力变压器高压套管多数为油纸电容型套管，它依靠电容芯子来改善电场分布电容芯子由多层绝缘纸构成，在层间按设计要求得位置上夹有铝箔，组成了一串同轴圆柱形电容器，以绝缘纸浸以矿物油为绝缘。

如图1所示。

三、预防性试验技术油纸电容型套管的预防性试验是对套管进行定期停电试验和检查，主要是主绝缘试验和末屏试验，以及其他部位的检查。

（一）主绝缘试验。

主绝缘介损测量用正接法。

介损值的增加，很有可能是套管本身劣化、受潮都会引起。

而介损值异常变小或负值，可能是套管底座法兰接地不良、套管表面脏污受潮、末屏受潮等形成“T”形网络干扰引起，也有可能是介损仪标准电容器受潮等引起。

电容量的增加可能是由于设备密封不良，进水受潮，也有可能是套管内部游离放电，烧坏部分绝缘层的绝缘，导致电极间短路。

而电容量的减少，可能是套管漏油引起，内部进入了部分空气。

（二）末屏试验。

测量绝缘电阻，小于1000MΩ时，应测量末屏对地tgδ，其值不大于2%。

末屏介损测量用屏蔽反接法。

末屏的绝缘情况反映外层绝缘水平，外层绝缘受潮，将导致主绝缘逐渐受潮。

（三）将军帽的密封性以及与导电杆的接触情况检查。

将军帽外面密封圈密封不良时，潮湿的空气进入将军帽里面空腔，使将军帽与导电芯杆连接的内螺纹氧化，导致将军帽与导电芯杆接触接触不良，容易造成套管将军帽运行中异常发热。

有些设计不合理的防雨罩，因与导电芯固定销接触不良处于“悬浮电位”，对瓷套产生高频放电，引起主绝缘介损测试值异常变大。

电力变压器高压套管维护、试验和检测方法本文主要对油纸电容型套管日常维护、试验和检测方法进行讨论，分别从预防性试验技术、专业巡检技术和在线监测技术三方面方面介绍了停电试验、检查内容及注意问题，专业巡检的重点部位和项目，以及在线监测技术的应用和建议。

一、前言近年来，电力变压器高压套管的故障时有发生，电力单位高度重视套管的运行情况，制定各项反事故措施，保证套管的安全运行。

笔者结合多年来的现场实际工作经验，谈谈套管的现场试验监测技术。

二、油纸电容型套管的结构原理110kV及以上的电力变压器高压套管多数为油纸电容型套管，它依靠电容芯子来改善电场分布电容芯子由多层绝缘纸构成，在层间按设计要求得位置上夹有铝箔，组成了一串同轴圆柱形电容器，以绝缘纸浸以矿物油为绝缘。

三、预防性试验技术油纸电容型套管的预防性试验是对套管进行定期停电试验和检查，主要是主绝缘试验和末屏试验，以及其他部位的检查。

（一）主绝缘试验。

主绝缘介损测量用正接法。

介损值的增加，很有可能是套管本身劣化、受潮都会引起。

而介损值异常变小或负值，可能是套管底座法兰接地不良、套管表面脏污受潮、末屏受潮等形成“T”形网络干扰引起，也有可能是介损仪标准电容器受潮等引起。

电容量的增加可能是由于设备密封不良，进水受潮，也有可能是套管内部游离放电，烧坏部分绝缘层的绝缘，导致电极间短路。

而电容量的减少，可能是套管漏油引起，内部进入了部分空气。

（二）末屏试验。

测量绝缘电阻，小于1000MΩ时，应测量末屏对地tgδ，其值不大于2%。

末屏介损测量用屏蔽反接法。

末屏的绝缘情况反映外层绝缘水平，外层绝缘受潮，将导致主绝缘逐渐受潮。

（三）将军帽的密封性以及与导电杆的接触情况检查。

将军帽外面密封圈密封不良时，潮湿的空气进入将军帽里面空腔，使将军帽与导电芯杆连接的内螺纹氧化，导致将军帽与导电芯杆接触接触不良，容易造成套管将军帽运行中异常发热。

有些设计不合理的防雨罩，因与导电芯固定销接触不良处于“悬浮电位”，对瓷套产生高频放电，引起主绝缘介损测试值异常变大。

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。

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。

Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ ： ｆａ ｎｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｂｕ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ； ｂ ｕｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｃ２ ； ｄ ｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｌ ｏｓ ｓ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
由绝缘 介质 理论 可知 ，电介 质 在交流 电压 作用
Ｌｉ ｕＸｕ ｅ ｍｉ ｎ Ｓ ｕ Ｈａｉ ｑ ｉ ｎ
（ Ｂ ａ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｉ ａ ｎ ｗｅ ｉ Ｂ ａ ｏ ｂ ｉ ａ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ， Ｂ ａ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ ， Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ ０ ７ １ ０ ５ ６ ）
Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｓ ｅ ｔ ｓ ｕ ｐ ａ ｎ ｅ ｗ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎｇ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｄｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｌ ｏ ｓ ｓ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｅ ｑ ｕｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｈ ａ ｓ ａ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ
ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ Ｃ２ ｏ ｆ ｂ ｕ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｓ ｔ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ Ｃ１ ｏ ｆ ｂ ｕ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍｅ ｒ ｒ
ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｌ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎｄ ｄ ｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｌ ｏｓ ｓ ｏｆ ｂ ｕ ｓ ｈｉ ｎｇ Ｃ２ ｃ ａ ｎ ｂｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ．

变压器试验之高压介损试验高压介损试验2.1 做额定电压下介损的必要性（1）常规10kV试验方法存在的问题目前，在电气试验中主要都是通过10kV下的介损试验测量（tanδ）的大小来发现设备的缺陷。

可是，10kV的试验电压远低于设备的运行电压，不能真实反映设备运行时的状况。

良好的绝缘在允许的电压范围内，无论电压上升或下降，其介损值均无明显变化。

但现场试验数据显示，不同绝缘介质设备的介质损耗（tanδ）值会随着电压的升高而变大或变小。

所以在设备运行电压下做介质损耗测试才能真实反映设备的绝缘情况。

-2.2 额定电压下做高压介损的升压方式装置概述通常进行高压介损测量时都是采用工频试验变压器升压的方式来得到试验高压。

试验时需要电源控制箱、高压试验变压器、高于标准电容高压介损电桥等设备。

当试验设备容量较大且电压很高时，要求电源的输出功率很大，所以电源部分的设备十分的笨重，对现场试验造成很多的不便。

利用串联谐振方式升压就可以成倍地降低对输入电源功率的要求。

只要我们适当地选择串联回路的参数，就能使谐振频率在工频范围内，满足介损测量的要求。

1）高压介损测试仪主机HV9003E 型，能实现现场多点测试、自动升压、自动画出介损-电压曲线。

它集高压介损电桥和变频电源于一体。

只需外部配置励磁变压器、高压标准电容器、谐振电抗器、补偿电容器就可以实现高压介损的测试。

测量时试验电压先连续升压测量、后再连续降压，自动完成被试设备电容量、tgδ、试验电压值的多点连续测量、并显示、绘制相应曲线。

同时还可实现数据的存储、打印、USB 接口输出。

又具有装置体积小重量轻，适合现场使用。

2）励磁变压器利用变频串联谐振装置工作原理通过调频控制器提供供电电源，试验电压由励磁变压器经过初步升压后，使高电压加在电抗器L和被试品CX上，通过改变调频控制器的输出频率，使回路处于串联谐振状态；调节变频控制器的输出电压，使试品上高压达到所需要的电压值。

3）谐振电抗器通过调节变频控制器的输出频率，使得回路中的电抗器电感L和试器电容C发生串联谐振。

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
4
抵消，因此M型电桥也称为
5
不平衡电桥。Uw测量的是绝
6
对值，小介损时电压很低，
7
难以保证测量精度。
8
4 各种电桥的的原理
变压器介损及电容量测试
01
03
05
06
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

110KV变压器套管介损试验方法及注意问题探讨摘要：本文阐述了110KV变压器套管的结构及试验流程，并对110KV变压器套管介损试验控制要点与注意问题进行了分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：110KV变压器；套管介损试验；注意问题一、前言变压器套管的主要作用是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。

变压器套管上的绝缘结构对变压器套管的性能具有重要作用，但当绝缘受潮时就会导致导电性能增加，套管介质受损。

此外，绝缘材料受到污染或破损时，介损值也会增加。

因此，测量绝缘物的介损值可以及时有效地判断出套管是否存在老化、受潮、破裂、污染等不良状况出现。

由此可见，通过变压器套管介损试验，根据试验数据值的变化就能够判断变压器的状态是否正常。

在进行变压器套管介损试验时，主要判断介损因数tanδ值的变化，tanδ值的变化代表了变压器套管介质的变化即绝缘性能的变化，因此，在对同一个变压器套管介损试验时。

历次的tanδ值不能有太大的差别。

下面就对110KV变压器套管的结构、试验流程、套管介损试验控制要点与注意问题进行了分析与探讨，以供同仁参考。

二、变压器套管结构及试验流程（1）套管结构。

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，110kV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HJY-2000B介损仪装置，将其与变压器准确地连接起来；第二，把HJY-2000B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。

上一样 。
套管的正常运行 。下面我们就对 电力变压器高压套 管现场试验技术的相关 内容进行介绍。 二、 油纸电容型套管的结构原理 当前 ， 在人类社会发展 的过程 中， 所采用 的电力变压器套管有很 多种， 这些 电力变压器高压套管在不 同的情况下有着 不同的使用功能。而在一般
情况下 ， 人们都是采用 的油纸 电容型套管， 这种套管主要是通过 由此 多层绝 缘纸 电容芯子， 来对变压器 中电场分布情 况进行适 当的改善， 并且根据设计
的反应 出变压器 的外层结构的绝缘水平 ，以便于人们对变压器主绝缘结构
进 行 防潮 处理 。
Байду номын сангаас
简单的等 同比较 ， 因为在线监测时， 设备上所加 的运行电压不是单相而是三 相 电压， 且电压值也与停电预试时很不相同； 另外还有邻相的影 响及杂散干
的相关要求， 在电容芯子夹层的位置上安设铝箔 ， 从而在电力变压器 的内部 结构 中形成一串同轴 的圆柱 电容器， 以确保套筒 的正常使用。
三、 预 防性 试 验 技 术
（ 二） 红外检查 。 利用红外技术对电力系统 中具有电流、 电压致热效应或 其他致热效应 的带电设备进行检测和诊断。
要是因为技术人员对 电力设备密封不严 ， 使得设备受到外界因素 的影响 ， 从 出现受潮 的情况 。 而当套管 内出现漏油的情况 ， 使得外界空气进入到 电力设 备当前 ， 那么这就会使得电压器 的电容 出现降低的现象 。
（ 二） 末屏试验 。 对变压器绝缘 电阻的测量，在整个变压器压高压 套管预 防性 时间当 中 有着十分 重要 的意义。 人们可 以通过对末 屏绝缘 电阻数值的相应 情况 ， 真实
１ ． 仪器的选用。专业红外检测 时， 不宜使用红外测温仪 （ 点温仪） ， 而用

浅析变压器套管介损及电容量测量策略摘要：变压器套管是变压器重要的绝缘装置，保证其绝缘性试安全的关键，但是由于各种原因，变压器套管存在介损等现象，因此及时有效地测量套管介损的电容量是保证用电安全的重要举措。

本文结合多年的工作实践，首先就变压器套管基本原理等进行详细的阐述，以此提出变压器套管介损及电容测量超标的因素，并且提出相应的具体实验方法，以此客观总结出变压器套管介损测量的因素，以此采取科学的举措正确处理电力故障。

关键词：变压器；套管介损；电容引言变压器套管是变压器箱外的主要绝缘装置，其作用非常大，其不仅是保证变压器绕组引出线之间绝缘的重要装置，而且也是固定引出线的设备。

但是在实践中由于变压器套管存在介损等问题，进而影响到安全，因此及时有效地测量变压器套管介损电容问题成为电力安全的重要举措。

本文结合多年的工作实践，立足于变压器套管安全的视角，阐述防范套管介损及电容测量的具体实践方法。

一、变压器套管介质损耗测量的基本原理110kV及以上套管的绝缘结构一般采用电容型，即在导电杆上包上许多绝缘层，绝缘层之间包有铝箔，以组成一串同心圆柱形电容器，通过电容分压的原理均匀电场。

最外层铝箔通过小套管引出，也就是套管的末屏。

套管末屏的主要作用是用以测量套管介损和电容量接线，正常运行情况下末屏应可靠接地。

套管在运行中除要长期承受工作电压、负荷电流外，也要求具备承受短时故障过电压、大电流的能力，因此要求套管绝缘性能要好，需有一定的绝缘裕度。

测量套管的介损和电容量是判断套管绝缘状况的一个重要手段。

变压器套管相当于一个小电容，套管顶部引线为电容的首端，末屏为电容的尾端，测试时，为保证测试数据精确，结合变压器结构特点，介损测试应采用正接法接线。

依据套管结构和安装特点，套管介损常用的测量方法为西林电桥正接法，正接法能排除外界干扰，抗干扰能力较强，测量时应将变压器A、B、C、O 相套管短接加压，避免相间杂散电容影响测试结果，非测量侧应短接接地。

变压器高压套管介损现场试验的分析与探讨吴冬文;胡道明【摘要】测量变压器高压套管电容量和介质损耗因数是提取设备状态量的重要例行试验项目,而介质损耗因又是测量非常灵敏、测量精度要求非常高的试验项目,很容易受到外界电磁干扰、电场干扰和空间干扰.本文介绍了几起变压器高压套管电气绝缘介损现场试验过程中,由于空间结构干扰,使得测量tgδ数据与初值偏差非常大的例子,并从介损电桥原理人手,分析各种测量数据偏差的电气原理,以及如何正确地采用测量极屏蔽线排除外界空间干扰信号,得到反映绝缘状况的最准确的数据的方法.最后,介绍了常见的高压套管连片式末屏接地结构给测量介损带来误差的原因,并提出改进此类套管末屏接地的建议.【期刊名称】《江西电力》【年(卷),期】2011(035)004【总页数】4页(P5-7,10)【关键词】介质损耗因数测量;高压套管;空间干扰;电桥;套管末屏接地【作者】吴冬文;胡道明【作者单位】江西省电力公司超高压分公司,江西南昌330009;江西省电力公司超高压分公司,江西南昌330009【正文语种】中文【中图分类】TM8550 引言高压套管用于变压器、电抗器等电气设备高压引线对金属外壳的绝缘。

由于套管的工作条件恶劣（包括电场分布和外界环境），若维护不当，可能会发生击穿爆炸事故。

按套管的绝缘结构可分为纯瓷套管、充油套管和电容型套管，其中电容型套管是目前使用最广泛的变压器高压套管，其内部绝缘可分为油纸电容式和胶纸电容式。

对电容型套管电容量和介质损耗因数（以下称介损）的测量是取得套管设备运行状态量数据重要的例行试验项目之一。

介损测量是非常灵敏、测量精度要求非常高的试验项目，易受到外界电磁干扰、电场干扰和空间干扰。

其中空间结构的干扰又多是在现场测量不可避免的常见的干扰因素，如果不仔细分析辨别，易带来测量数据的误判，本文介绍了几起变压器高压套管在现场测量过程中，由于空间干扰因素引起的测量数据误差。

各类介损测量仪器采用的是改进的西林电桥测量法，通过分析施加高电压时标准电容通过电流信号和流过被试品的电流信号的幅差、角差来得到电容量及介损数据。