介质损失角正切值tgδ的测量
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高试班电气试验方法一、测量尽缘电阻测量电气设备的尽缘电阻,是检查其尽缘状态最简便的辅助方法。
由于测量尽缘电阻有助于发现电气设备中碍事尽缘的异物、尽缘受潮和脏污、尽缘油严重劣化、尽缘击穿和严重老化等缺陷,因此测量尽缘电阻是电气试验人员都应掌握的全然方法。
〔一〕测量方法及注重事项〔1〕断开被被试品的电源,撤除或断开对外的一切连线,并将其接地充分放电。
对电容量较大的被试品〔如发电机、电缆、大中型变压器和电容器等〕更应充分放电。
此操作应利用尽缘工具〔如尽缘棒、尽缘钳等〕进行,不得用手直截了当接触放电导线。
〔2〕用枯燥清洁柔软的布擦往被试品外表的污垢,必要时可先用汽油或其他适当的往垢剂洗净套管外表的积垢。
〔3〕将兆欧表放置平稳,驱动兆欧表达额定转速,现在兆欧表的指针应指“∞〞,再用导线短接兆欧表的“火线〞与“地线〞端头,其指针应指零。
然后将被试品的接地端接于兆欧表的接地端“E〞上,测量端接于兆欧表的火线端头“L〞上。
如遇被试品外表泄漏电流较大时,为防止外表泄漏的碍事,必须加以屏蔽。
〔4〕驱动兆欧表达额定转速,待指针稳定后,读取尽缘电阻的数值。
〔5〕测量汲取比或极化指数时,先驱动兆欧表达额定转速,待指针指向“∞〞时,用尽缘工具将火线立即接至被试品上,同时记录时刻,分不读取15s和60s或10min使得尽缘电阻值。
〔6〕读取电阻值后,先断开接至被试品的火线,然后再将兆欧表停止运转,以免被试品的电容在测量时所充电荷经兆欧表放电而损坏兆欧表。
,这一点在测量大容量设备时更应注重。
〔7〕在湿度较大的条件下进行测量时,可在被试品外表加等电位屏蔽。
现在在接线上要注重,被试品上的屏蔽环应接近加压的火线而远离接地局部,减少屏蔽对地的外表泄漏,以免造成兆欧表过载。
屏蔽环可用保险丝或软铜丝紧绕几圈而成。
〔8〕假设测得的尽缘电阻值过低或三相不平衡时,应进行解体试验,查明尽缘不良局部。
二、工频交流耐压试验工频交流耐压试验室考验被试验品承受各种过电压能力的有效方法,对保证设备平安运行具有重要意义。
测量介质损耗角正切值tgδ试验工艺本工艺包括:电力变压器绕组连同套管介质损耗角正切值tgδ的测量、电抗器绕组连同套管介质损耗角正切值tgδ的测量、互感器绕组连同套管介质损耗角正切值tgδ的测量、非纯磁套管介质损耗角正切值tgδ和电容值的测量、断路器电容器的介质损耗角正切值tgδ和电容值的测量一、试验准备1.人员组织表1序号项目单位数量备注1 工作负责人人 1 全面负责2 试验员人 2 试验2.仪器、设备及材料配置表2 序号名称型号技术规格单位数量备注1 全自动介损测试仪HVM1B ±(1%读数+0.001)台 12 干湿温度计只 13 专用电缆条 34 地线25mm2裸铜线条 25 开关板5A 块 16 放电棒只 17 细铁线米10 用于短封8 绝缘靴高压双 19 绝缘手套高压双 110 绝缘垫块 111 围栏套 112 产品出厂试验报告份 113 原始记录本本 1二、操作程序1.试验流程图试验准备选择仪器仪器检查接线测试记录测试完毕填写报告2.试验接线图介质损耗角正切值tg δK高压允许图1 介损测试仪前面板示意图图2 介损测试仪后面板示意图Cx图3 变压器高压绕组对地 图4 变压器低压绕组对地介质损耗角正切值tg δ测试接线图 介质损耗角正切值tg δ测试接线图Cx图5电抗器高压绕组对地介质损耗角正切值tg δ测试接线图A B C O a b c A B C Oa b cHVM1B工作方式 正/反接线 参数选择 电压选择 被广选择 电压选择接地 插座 启动 高压电源HV Cx CnA X图6 电流互感器高压绕组对地 图7 电压互感器高压绕组对地 介质损耗角正切值tg δ测试接线图 介质损耗角正切值tg δ测试接线图图8断路器电容器 图9 非纯瓷套管介质损耗角正切值tg δ测试接线图 介质损耗角正切值tg δ测试接线图三、试验步骤 1.试验准备该项试验应在被试物安装就位后进行。
试验现场应有稳定的电源和良好的接地点。
关于介质损耗的一些基本概念1、介质损耗什么是介质损耗: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。
2、介质损耗角δ在交变电场作用下,电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。
简称介损角。
3、介质损耗正切值tgδ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。
测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。
绝缘能力的下降直接反映为介损增大。
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。
测量介损的同时,也能得到试品的电容量。
如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路,电容量就有明显的变化,因此电容量也是一个重要参数。
4、功率因数cosΦ功率因数是功率因数角Φ的余弦值,意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重。
功率因数的定义如下: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<tg δ,在损耗很小时这两个数值非常接近。
5、高压电容电桥高压电容电桥的标准通道输入标准电容器的电流、试品通道输入试品电流。
通过比对电流相位差测量tgδ,通过出比电流幅值测量试品电容量。
因此用电桥测量介损还需要携带标准电容器、升压PT和调压器。
接线也十分烦琐。
国内常见高压电容电桥有:6、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。
AI-6000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。
介质损耗角正切值的测量一.实验目的:学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。
二.实验项目:1.正接线测试2.反接线测试三.实验说明:绝缘介质中的介质损耗(P=ωC u2 tgδ)以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征, 介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。
用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的,因而被广泛采用,它能发现下述的一些绝缘缺陷:绝缘介质的整体受潮;绝缘介质中含有气体等杂质;浸渍物及油等的不均匀或脏污。
测量介质损耗正切值的方法较多,主要有平衡电桥法(QS1),不平衡电桥法及瓦特表法。
目前,我国多采用平衡电桥法,特别是工业现场广泛采用QS1型西林电桥。
这种电桥工作电压为10Kv,电桥面板如图2-1所示,其工作原理及操作方法简介如下:⑴.检流计调谐钮⑵.检流计调零钮⑶.C4电容箱(tgδ)⑷.R3电阻箱⑸.微调电阻ρ(R3桥臂)⑹.灵敏度调节钮⑺.检流计电源开关⑻.检流计标尺框⑼.+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮⑽.检流计电源插座⑾.接地⑿.低压电容测量⒀.分流器选择钮⒁.桥体引出线图2-1 QS1西林电桥面板图1. 工作原理:原理接线图如图2-2所示,桥臂BC 接入标准电容C N (一般C N =50pf ),桥臂BD 由固定的无感电阻R 4和可调电容C 4并联组成,桥臂AD 接入可调电阻R 3,对角线AB 上接入检流计G ,剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。
高压试验电压加在CD 之间,测量时只要调节R 3和C 4就可使G 中的电流为零,此时电桥达到平衡。
由电桥平衡原理有: 图2-1 QS1西林电桥面板图 BD CBAD CA U U U U =即: BD CB AD CA Z Z Z Z = (式2-1)各桥臂阻抗分别为:将各桥臂阻抗代入式2-?,并使等式两边的实部和虚部分别相等,可得:34R R C C N X ⋅= 44R C tg ⋅⋅=ϖδ (式2-2)在电桥中,R 4的数值取为=10000/π=3184(Ω),电源频率ω=100π,因此: tg δ= C 4(μf ) (式2-3)即在C 4电容箱的刻度盘上完全可以将C 4的电容值直接刻度成tg δ值(实际上是刻度成tg δ(%)值),便于直读。
介质损耗角正切值的测量介质损耗角正切值的测量介质损耗角正切值的测量试验目的与特点介质损耗角正切的概念:tanδ→ 反映绝缘介质在交流电压作用下,介质中有功电流分量和无功电流分量的比值,是衡量交流有功损耗大小的特征参数,其值越小,意味着绝缘的介质损耗越小P =Qtgδ= U²ωCtgδ介质损耗角正切测量目的有效性 1.受潮; 2.穿透性导电通道 3.绝缘内含气泡的游离,绝缘分层、脱壳。
4.绝缘有脏污、劣化老化;5.小等值电容被试品存在严重局部缺陷;局限性对非穿透的局部损坏则不易发现,并且被试绝缘体积越大,反映局部缺陷越发不容易,故对尺寸较大的设备应分解测试。
介质损耗角正切测量的特点假设集中性缺陷部分的绝缘与良好部分绝缘为并联关系:结论:对非穿透的局部损坏则不易发现,并且被试绝缘体积越大,反映局部缺陷越发不容易,故对尺寸较大的设备应分解测试。
测试设备用西林电桥测量tgδ的工作原理:如果C4的单位取 uf 则在数值上tgδ=C4;接线方式→正接线与反接线正接线特点:被试品两端均对地绝缘;优点:测试误差较小,测试时较为安全(电桥本体处于低电位);缺点:不便于进行现场测试(现场设备多为一端接地)反接线特点:被试品一端接地;优点:便于进行现场测试;缺点:测试误差较大,测试时较危险(电桥本体处于高电位);测量时的注意事项(1)无论采用何种接线,电桥本体必须良好接地。
(2)应在检流计灵敏度最低时切合电源 (3)应尽量解体测试电力变压器高压侧对低压侧现场试验影响测量结果的主要因素1.外界电场干扰2.外界磁场干扰3.温度的影响4.试验电压的影响现场测试电压一般取10kV5.被试品电容量的影响6.表面泄漏电流的影响测试前应清除绝缘表面的积污和水分,必要时可在绝缘表面安装屏蔽环。
减小误差的措施抗干扰介质损耗全自动测试仪 1.加设屏蔽;ˊ 2.采用移相电源(可消除同频率的电场干扰)通过改变试验电源的相位,使得与干扰源反相; 3.采用倒相法 - 将电源正接、反接各测一次; 4.采用数字滤波技术时域信号→频域信号→采用软件技术滤除干扰信号→计算tgδ真实值;电力变压器介损测试电力变压器介损试验接线a)高压绕组对低压绕组及地;b)低压绕组对高压绕组及地; c)高低压绕组对地;测量结果的分析判断1.三比较法2.绕组的tgδ 在20℃时不大于下列数值:330~500kV为0.6%; 66~220kV为0.8%; 35kV及以下为1.5%;3.除tanδ 值以外,还应注意 Cx 的变化情况。