高电压技术综合实验论文

高电压技术综合实验论文高电压技术综合实验论文电力设备常见反映绝缘状况参数的监测与诊断摘 要电力系统是一个庞大的系统，其中要用到很多电力设备，特别是大型或超大型的如电力变压器，断路器等，这些设备在不断的运行过程中难免会产生各种各样的故障问题，如果不能及时地发现并解决这些问题，那就可能对电力设备甚至于对整个电力系统的安全运行产生不好的影响，严重时不但会造成设备的损坏，而且还可能造成电力系统的大范围停电，造成成千上万的经济损失。所以对电力设备绝缘状况的监测和诊断是必不可少的工作。本文结合实验室中具备的条件，对实验室中已有的电力设备的常用的反应绝缘状况的参数进行实验，比如设备的绝缘电阻，介质损耗角，接地装置的接地电阻。绝缘子链的电位分布测量及改善，以及避雷器的阻性电流测量等，让我们对于电力设备常见的绝缘状况的监测和诊断有了初步的认识和理解。实验中主要采取实测方法结合理论分析，对实际设备时行实验，掌握对电力设备进行监测诊断实验的基本方法基本手段，为以后进入工作岗位后的后续学习打下基础。关键词 电气设备，状态监测，故障诊断，绝缘电阻，介损高电压技术综合实验论文目 录摘 要 2第 1 章 前 言 .51.1 对电力设备绝缘状况进行监测和诊断的意义 .51.1.1 早期电力设备诊断维修方式 51.1.2 现今设备维修发展趋势-状态监测、故障诊断 51.2 状态监测与故障诊断技术的发展概况 .61.3 本文主要工作 .7第 2 章 绝缘子串电位分布测量及改善 .82.1 绝缘子串电压分布理论分析 82.1.1 绝缘子串电压特点 .82.1.2 均压环对绝缘子串电压分布作用 .82.2 球隙法测电压分布原理 92.3 球隙法测电压分布结果 92.3.1 无均压环 92.3.2 有均压环 102.4 均压环对电压分布的影响分析 .11第 3 章 对接地体接地电阻的测量 133.1 接地电阻测量的意义 133.2 接地电阻测量原理 133.3 接地电阻测量方法 .143.3.1 测接地电阻三点法 143.4 影响测量误差的因素及对策 .15第 4 章 容性设备的绝缘电阻及介损角等的实验 .174.1 绝缘电阻测试 174.1.1 绝缘电阻测试理论分析 174.1.2 绝缘电阻测试的主要试验步骤 184.1.3 绝缘电阻测试的注意事项 184.2 介质损耗角的正切值 TG 的测量 194.2.1 测量介质损耗因数 tg 的意义 .194.2.2 介质损耗因数 tg 试验理论分析 .19高电压技术综合实验论文4.2.3 测量介质损耗因数 tg 的方法和仪器设备 .194.24 影响介质损耗因数 tg 测量的主要外部因素 20第 5 章 对避雷器进行预防性试验 .235.1 金属氧化物避雷器参数简介 235.2 实验中所用避雷器参数 245.3 氧化锌避雷器常见故障和故障成因 .245.3.1 氧化锌避雷器主要故障成因 .245.3.2 氧化锌避雷器常见故障及异常现象 255.4 对试品避雷器试验 255.4.1 绝缘电阻的测量 255.4.2 泄漏电流的测量 265.4.3 运行电压下的交流泄漏电流阻性分量 26第 6 章 结论与展望 .36参考文献 37高电压技术综合实验论文第 1 章 前 言1.1 对电力设备绝缘状况进行监测和诊断的意义电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用,其性能逐渐劣化,最终导致故障。特别是电气设备中的绝缘介质,大多为有机材料,如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等,容易在外界因素作用下发生老化。电气设备是组成电力系统的基本元件,一旦失效,必将引起局部甚至广大地区的停电,造成巨大的经济损失和社会影响。因此,本文就这一问题作了一些探讨。电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故,会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。提高电气设备的可靠性,一种办法是提高设备的质量,选用优质材料及先进工艺,优化设计,合理选择设计裕度,力求在工作寿命内不发生故障。但这样会导致制造成本增加。此外,设备在运行中,总会逐渐老化,而大型设备不可能象一次性工具那样“用过即丢” 。因此,另一方面,必须对设备进行必要的检查和维修,这构成了电力运行部门的重要工作内容。1.1.1 早期电力设备诊断维修方式早期是对设备使用直到发生故障,然后维修,称为事故维修。但是,如前所述,对于大型设备,突发性事故将造成巨大损失。其后,发展成定期试验和维修,即预防性维修。现在,定期预防性试验和维修已在电力部门形成制度,对减少和防止事故的发生起到了很好的作用。但预防性试验是离线进行的,有很多不足之处:高电压技术综合实验论文(1)离线试验需停电进行,而不少重要电力设备轻易不能停止运行。(2)停电后设备状态(如作用电压、温度等)和运行中不符,影响判断准确度。(3)由于是周期性定期检查,而不是连续地随时监测,设备仍可能在试验间隔期间发生故障,即造成维修不足。(4)由于是定期检查和维修,设备状态即使良好时,按计划仍需进行试验和维修,造成人力物力浪费,甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏,即造成所谓维修过度。1.1.2 现今设备维修发展趋势-状态监测、故障诊断由于前面介绍的不足，因此,目前正在发展以状态监测(通常是在线监测)和故障诊断为基础的状态维修。设备的劣化、缺陷的发展虽然具有统计性,发展的速度也有快慢,但大多具有一定的发展期。在这期间,会产生各种前期征兆,表现为其电气、物理、化学等特性发生少量渐进的变化。随着电子技术、计算机技术、光电技术、信号处理技术和各种传感技术的发展,可以对电气设备进行在线的状态监测,及时取得各种即使是微弱的信息。对这些信息进行处理和综合分析后,根据其数值的大小及变化趋势,可对设备的可靠性随时作出判断和对设备的剩余寿命作出预测,从而能早期发现潜伏的故障,必要时可提供预警或规定的操作。状态监测(在线监测)与故障诊断技术的特点是可以对电气设备在运行状态下进行连续或随时的监测与判断,故可避免上述预防性试验的缺点。状态监测与故障诊断技术有很大的难度。潜伏性故障前期征兆的信号通常极为微弱,而运行条件下现场又存在强烈的电磁干扰。因此,抑制各种干扰,提高信噪比是在线监测中首先必须解决的难题。此外,监测到的各种特征量和设备的状态通常也不是一一对应的,而具有错综复杂的关系。如果说离线的预防性试验结果的分析,已经积累了大量经验,据此可以制订出相应的规程推广施行(当然也需要根据科学技术的发展,不断加以修订补充);那么对于在线诊断现在则仍处于研究试行、积累经验的阶段。发展在线诊断技术,既需对设备结构及其老化机理有深入的了解,也需应用传感、微电子等高新技术。它是具有交叉学科性质的一门新兴技术,有重大的学术意义,也有显著的经济价值。1.2 状态监测与故障诊断技术的发展概况国外对电气设备状态监测与故障诊断技术的研究,始于 60 年代。各发达国高电压技术综合实验论文家都很重视。但直到 7080 年代,随着传感、计算机、光纤等高新技术的发展与应用,设备在线诊断技术才真正得到迅速发展。加拿大、日本、前苏联等国陆续研制了油中溶解气体,变压器、发电机、气体绝缘封闭组合电器(GIS)等的局部放电,电容型设备的介质损耗因数(tg)等特性,交链聚乙烯电缆的泄漏电流等等的在线监测系统。其中少数已发展成为正式产品。从整体上来看，试验项目较少，有的试验周期较长。关于绝缘方面的基本试验与我国相似，这些项目一般都由电力公司自己做。一些查明故障用的特殊试验项目(如局部放电定位、绕组变形试验等)，则委托专业试验单位或制造厂做。 国外采用的试验方法和项目，有的与我国习惯做法不尽相同，例如他们习惯于对氧化锌和普阀式(碳化硅)避雷器做介质损耗测量。实际上是对氧化锌避雷器测量 510KV 交流电压下阻性电流的损耗。此法应用得很广泛。而我国习惯于做直流电导电流 1mA 下电压试验。国外有的对避雷器做局部放电试验，或测量无线电干扰，发现了不少缺陷。有的对有间隙的避雷器做冲击放电电压试验。对大型电动机，广泛做直流泄漏和直流耐压试验，而不做交流耐压试验等。国外电流公司试验班组在基本试验项目方面采用的试验仪器与我国相似，但工业发达国家的仪器和试验设备的先进性和微机化、自动化方面则优于我国，相应的测量精度也高些，有的还配备红外照相机、携带式通讯设备、笔记本电脑(有的附有分析、诊断试验数据用的“专家系统“)、手提电话、传真附件和打印机等，能将重要的试验结果和发现的问题在现场向上级汇报，请求指示。 国外试验班组一般都有专用的试验用汽车。部分较重的试验设备，如交、直流耐压试验设备、介损仪、电缆故障测寻设备等固定在车上，不用搬上搬下。用轻便的高压铜轴电缆引向被试设备。 纵观国内外电力部门预防性试验工作的进展过程，从试验项目和试验周期来看，凡是一个国家生产的电力设备产品质量较好的，运行中注意维护，运行可靠性较高的，这个国家规定的试验项目就较少，试验周期也较长，有的甚至对某些设备不做试验。1.3 本文主要工作高电压技术综合实验论文本文主要根据 DL/T596-1996 电力设备预防性试验规程的试验项目及试验顺序，对目前的电力设备故障检测方法进行实践。由于实验设备条件的限，本文主要对实验室所有的电力设备进行关于设备绝缘状态的试验，包括直流电阻检测、绝缘电阻及吸收比、极化指数检测、绝缘介质正切、阻性电流分量、绝缘子串电压分布及改善。实验中所用的主要设备有电流互感器，支柱绝缘子，GIS盆式绝缘子，绝缘子串，金属氧化物避雷器等，通过对一系列实验参数的得取，加深对电力设备绝缘状况的检测方法的熟悉，并在实验过程中对实际遇到的问题的分析触决，对所学的理论知识有了进一步的理解。第 2 章 绝缘子串电位分布测量及改善绝缘子在输电线路中起着支撑导线和绝缘的作用，其稳定运行对电力系统的安全稳定十分重要。2.1 绝缘子串电压分布理论分析2.1.1 绝缘子串电压特点悬式绝缘子串中，若每片绝缘子承受的电压相同，则利用率最高。在交流电压作用下，绝缘子串金属部分与接地铁塔和带电导线之间存在杂散电容，使沿绝缘子串电压分布不均匀。绝缘子对地杂散电容对电压分布的影响比对导线杂散电容影响更大，绝缘子串中靠近导线的绝缘子电压降最大，远离导线的绝缘子电压降逐渐减小，靠近铁塔横担的绝缘子电压降又升高。随着电压不均匀，目前常通过增大导线截面积或采用分裂导线来均衡绝缘子串电压分布，但势必会增大线路成本。测量绝缘子串电压工作量大、周期长、成本高。高电压技术综合实验论文图2-1 绝缘子串等值电路图2.1.2 均压环对绝缘子串电压分布作用研究发现，均压环既可改善单片绝缘子电位分布，提高其起晕电压和闪络电压，又可增大绝缘子对地和对导线电容，对改善绝缘子串电压分布有较好的效果，安装方便，成本较低。加装屏蔽环可改善绝缘子串的电压分布，其效果和屏蔽环的型号、位置关系很大。线路绝缘子串电压分布关系到绝缘子的型号、片数、屏蔽环的布置及金具结构的选择，研究绝缘子串电压分布意义重大。2.2 球隙法测电压分布原理球隙法是一种测量绝缘子串电压分布的常用方法，小球直径约 5mm，其间隙约 2mm。测试时将小球依次与待测绝缘子 1,2,3.n 并接，通过调节 T1 调压器逐渐升高电压直至球隙击穿，记录相应的电压值 U1U2.Ui.Un,。设绝缘子电压分布系数为，且 .则球隙击穿电压为 .其中：ui为球隙在第 i 个绝缘子放电时的整串绝缘子电压。则绝缘子串电压分布为(2-1)因测量时球隙的杂散电容会稍微改变其电压分布，且球隙击穿有分散性，故试验时通过多次测量取平均值来计算电压分布曲线。高电压技术综合实验论文图 2-2 电压分布测量接线图2.3 球隙法测电压分布结果针对实验室中 8 个线路绝缘子组成的绝缘子串，按上述方法分别分无均压环和有均压环时测得绝缘子串电压分布如下。2.3.1 无均压环表 2-1 无均匀环时放电电压值绝缘子序号第1次测量值Kv第2次测量值Kv第3次测量值Kv平均值Kv 电压承担率%1 40 39 39.5 39.5 8.132 39 39 39 39 8.233 39 39 39 39 8.234 34.5 33.5 34 34 9.445 31 28 29 29 11.076 25 25 25 25 12.847 18.5 18.5 18.5 18.5 17.358 12.5 13.5 13 13 24.69由电压分布公式可以得出没有均压环时的电压分布曲线为：高电压技术综合实验论文图2-3 无均压环时各绝缘子承担电压比例2.3.2 有均压环表2-2 加均压环后放电电压值绝缘子序号 第1次测量值Kv 第2次测量值KV 平均值kv 电压承担率%1 29.5 29.5 29.5 10.92 31.5 31.5 31.5 10.213 31.5 32.5 32 10.054 28.5 29.25 28.875 11.135 28 28 28 11.186 25 24.75 24.875 12.927 20 21 20.5 15.688 18.5 18 18.25 17.62由电压分布公式可以得出有均压环时的电压分布曲线为：高电压技术综合实验论文图2-4 有均压环时各绝缘子承担电压比例2.4 均压环对电压分布的影响分析由结果可知，没有均压环时各绝缘子上承担电压比例差距较大，这样对绝缘子的运行效率影响较大，而加了均压环后，各绝缘子上承担电压比例的差距明显减小。结合文献对均压环的作用进行分析得出以下结论：（1）均压环可改善单个绝缘子的电位分布，减弱铁帽处最大场强区的电场强度，减弱绝缘子瓷表面的平行电场分量，利于抑制沿面闪络，提高其起晕电压和闪络电压。（2）均压环可均匀绝缘子串的电压分布，避免绝缘子串中承受电压最高的绝缘子提前闪络。（3）要改善绝缘子串的电压分布，均压环的安装数量并非越多越好；均压环的安装位置应随绝缘子串长度而变化。（4）在绝缘子串上安装均压环会带来一定的劳动强度及维护费用，但均压环可与绝缘子在制造时合成一体，在线路架设时即可安装好。高电压技术综合实验论文第 3 章 对接地体接地电阻的测量3.1 接地电阻测量的意义在防雷装置的日常检查中，接地电阻值的测量是必不可少的一项检查内容接地电阻值能够比较直观的反映防雷装置的接地效果，测量接地电阻值能够及时了解接地的相关情况，比如地网是否遭到破坏或者腐蚀从而失去性能，高电压技术综合实验论文掌握测量时的应该注意的问题是正确测量接地电阻值的重要因素之一。接地电阻值是发变电站接地系统的重要技术指标。它是衡量接地系统的有鼓性、安全性以及鉴定接地系统是否符合设计要求的重要参数。长期以来。人们对接地电阻的测量和数值的理解有些片面和绝对化。如何正确理解这一指标的古义，如何准确地测量大型接地系统的真实接地电阻值，是我们目前必须面对的问题。3.2 接地电阻测量原理接地电阻测量是一项技术性很强的工作，要想获得准确的数据，必须了解其测量原理。首先需要有个测量电源，通过接地装置向大地注入个电流 I。因为电流必须连续。所以要用一个电流辅助极在离接地装置足够远的地方，将电流收集，以返流回电源。我们为测量接地电阻临时打的电流辅助极也有接地电阻 RC(图 l左)。如果不计测量导线的电阻，那测量电源的电压就全部降在接地装置的接地电阻 R 和电流辅助极的接地电阻 RC 上( 其电压分布见图 3-l 右)。在这个电压分布曲线上有个零电位区(点 )。如何准确地找到这个零电位区( 点)，测准这个电压，将是测准接地电阻的关键。零电位区的位置不仅取决于电流极副接地装置的距离而且与大地的地形、地貌、土壤电阻率。以及土壤的分布和均匀性等因素有关。对半球形接地极的计算表明，若电流极不是置于无穷远处，则电压极必须放在接地装置与电流极之间，距接地装置的距离为 0618D 处，即 0618 测量法。图 3-1 接地电阻测量原理图高电压技术综合实验论文3.3 接地电阻测量方法测量接地电阻主要有二点法、三点法、比较法、电位降法、非接触形的单口或双口钳表法等但不管用什么方法。均遵循欧姆定律除了钳表法外其它测试方法都需要有个恒定的测试电流。因三点法操作相对较简单测量精度相对较高适用测试仪多。所以三极法是测量不大的接地网的接地电阻最普通和常用的方法。适合三点法测量的常用仪器主要有 ZC-8、ZC 一29、4102 、4105 以及 K 一 2126B 等接地电阻测试仪。电位降法则适合大电流测试原理与三点法相近，多被电力系统地网采用，适用的仪器多为大电流专用测试仪。3.3.1 测接地电阻三点法在测量时将电压极 2 沿 dl 的方向在(0506)dl 的范围内移动每次移动距离约 5dl。如果有连续三次测量值之问的误差不超过 3，则取中间值为测量结果。更精确的方法是移动电压极，测量 3 一 lO 个点的电阻，将它们连成一条曲线。如果曲线中间有 3 个以上的点处于比较平坦的部分，它们的相对误差不超过平均值的 3，则表示那就是零电位点的位置取那里的电阻值为测得的结果。D 为接地网间最大对角或的长度。当 D 很大时取 dl=(45)D 比较困难，也可适当地取小一点。具体取多少。要看土壤电阻率的均匀状况和分布情况。图 3-2 三点法测量接地电阻实验中条件所限，我们采用三点法测量高电压试验大厅的接地体的接地电阻，测得三次值不变时电阻值为 1.1，结合文献分析认为这不是接地体电阻值偏大，而且是测量方法不精确。高电压技术综合实验论文3.4 影响测量误差的因素及对策（1）接地网与测试电流极的距离d理论计算表明增大d能减少接地网附近电流场的畸变，这是减小测量误差有效和正确的途径，为现场大量测量实践所证实。（2）接地网的形状和尺寸（3）输电线路避雷线与接地网间的隔离接地装置如变电所在正常运行状态中，输电线路避雷线与接地网应相接以增加分流；变电所接地网处于测量状态时，需与线路避雷线解除（断开）以达到被测接地网是孤立的接地体。但线路避雷线在构架上空断开并非已断开避雷线。因杆塔施工人员常将线路终端杆的地下接地线接到变电所在围墙外的地下的接地线上，形成假象的低成本、高质量的杆塔接地装置，这给接地装置测量带来诸多问题和假象。（4）零电位区域的测量验证理论上接地极的无穷远处才是零电位点。测量时引入的电流极迫使两者之间电位重新分布，为减小测量误差，电位极须放在0.618d 位置，如不满足上述假定条件时，零电位点就会在0.618d点处-向或+方向发生偏移，故须测量局部电位分布，确定零电位区域。（5）测定时间与季节系数干燥条件下测量值为地网实际接地电阻，不同季节测量数值不同，测量应按照测土壤潮湿程度取一合适的季节系数来校正。高电压技术综合实验论文第 4 章 容性设备的绝缘电阻及介损角等的实验绝缘电阻及与电阻有关的参数（如吸收比，极化指数）和介质损耗角是很多电力设备共有的参数，在实验中，我们一共对四种不同的试品进行了实验。4.1 绝缘电阻测试4.1.1 绝缘电阻测试理论分析绝缘电阻可以用于判断电力设备绝缘受潮的严重程度以及绝缘内部是否存在绝缘缺陷等。由于电气设备多层绝缘的“吸收现象” ，绝缘电阻的大小会随时间发生变化。对于大多数的设备，在 60s 后试验电流基本趋于稳定，因此，60高电压技术综合实验论文秒时的绝缘电阻值 R60 常用来检测变压器的绝缘整体受潮、污秽或贯穿性缺陷等。电气设备的绝缘电阻测量是检查其绝缘状态最为简单方便的辅助方法，这一工作普遍用兆欧表（即绝缘电阻表）进行。电气设备绝缘电阻的测量，有助于发现设备存在的绝缘受潮和脏化、绝缘介质老化、绝缘物质劣化、绝缘击穿及异物影响等绝缘缺陷，所以测量绝缘电阻是电气试验、检修和运行工作人员必须掌握的基本方法之一。指的是绝缘体在耐受低于临界电压的直流电压 U 与其内部的离子沿外施电场方向移动所产生的电导电流 I 的比值，即通过欧姆定律确定的比值：R=U/I由于外施电压超过绝缘体的临界击穿电压时，介质内将产生电子电导电流，导致绝缘电阻急剧下降，甚至发生绝缘击穿，所以针对不同电压等级的绝缘体的绝缘电阻测试，必须选用不同额定电压的兆欧表。兆欧表的选用规定为，100V 以下的电气设备或回路采用 250V50M 及以上兆欧表，500V 以下至 100V的电气设备或回路采用 500V100M 及以上兆欧表，3000V 以下至 500V 的电气设备或回路采用 1000V2000M 及以上兆欧表，10000V 以下至 3000V 的电气设备或回路采用 2500V10000M 兆欧表，10000V 及以上的电气设备或回路采用2500V 或 5000V10000M 及以上兆欧表。在如变压器、电力电缆等高压电气设备的绝缘电阻测量过程中，往往由于其内绝缘大都为夹层绝缘，在直流电压下，产生多种极化，需要时间很长。这种夹层绝缘的绝缘电阻随时间变化的关系可以作为分析其绝缘水平的依据，其原理是，绝缘介质在外电压作用下其内部的电容电流和吸收电流存在时间很短，在测试过程中，吸收电流、电导电流和电容电流的总合随时间的延长而衰减最终近于只剩电导电流，显现为绝缘电阻值逐渐增大，所以绝缘电阻的测量需要按规定读取施加电压后 1min 或 10min 以后的稳定电阻值。4.1.2 绝缘电阻测试的主要试验步骤（1）拆除被试物的电源及一切对外连接线，将被试物直接对地充分放电，放电时间不得少于 1min， 被试物电容量较大时，必须延长放电时间，一般为2min 以上。高电压技术综合实验论文（2）应用干燥、清洁的软棉布擦拭被试物表面，使其保持洁净。（3）检验绝缘表的完好性。（4）按兆欧表的说明正确完成试验接线。（5）打开电动式兆欧表的电源开关并按下测试按扭或以恒定转速转动手摇式兆欧表的手柄（转速为每分钟 120 转） ，兆欧表指针逐渐上升，1min 以后读取测试结果，对电容量较大的被试物，需要延长测试时间到指针稳定为止。吸收比和极化指数测试需要的相关参数在相应测试时间读取，但需要从被试物承受全电压时开始计时，为测试准确，一般可以在兆欧表的稳定输出电压达到额定电压后再连接被试品 。（6）测试完毕，再一次对被试物直接对地充分放电，记录测试结果及当时气候情况和被试物温度。4.1.3 绝缘电阻测试的注意事项（1）兆欧表的 L 端和 E 端必须满足绝缘需求，测试引线不得绞在一起。（2）手摇式兆欧表的转速须尽量保持在额定转速，且转速均匀，电动式兆欧表电池电量充足。（3）兆欧表选择适合被试物的电压等级。但是用兆欧表测试绝缘时，存在下列明显缺点：（1）一般直流兆欧表的电压 2.5KV 以下，比某些电气设备的工作电压要低得多，当设备存在某些缺陷时，高压下的泄漏电流要比低压下的大得多，亦即高压下的绝缘电阻要比低压下的电阻小得多。（2）一般直流兆欧表的输出电流在 2mA 以下，当被测试设备的等效电容较大（例如电力变压器、发电机）时，充电速度慢，难以测得准确数据。 4.2 介质损耗角的正切值 tg 的测量4.2.1 测量介质损耗因数 tg 的意义介质损耗因数测定是很多电力设备的出厂试验之一，是判断设备绝缘工艺质量较为重要和较为有效的方法之一。通过测量介质损耗因数，可以反应出绝缘的一系列缺陷：如绝缘受潮，油或浸渍物脏污或老化变质，绝缘中有气隙发生放电等。高电压技术综合实验论文介质损耗因数是反映绝缘功率损耗大小的特性参数，它与绝缘的体积大小无关。但若绝缘内的缺陷是分布性而不是集中性的，那么介质损耗因数的反映有时就不灵敏了。在通过介质损耗因数的值来判断绝缘状况时，必须同样着重于与该设备历年的介质损耗因数值相比较，并与处于同样运行条件下的同类型设备比较4.2.2 介质损耗因数 tg 试验理论分析从电介质的基本知识可知，在外施电压作用下，电介质将产生一定的能量损耗，这些损耗包括电介质的电导损耗、极化损耗和局部放电损耗。在外加电压及频率一定时，这些损耗的大小与 tg 成正比，所以可以说绝缘介质的损耗因数 tg 是反映绝缘介质损耗大小的特性参数，因此测量绝缘介质的 tg 是一种非常有效的判定其绝缘的方法。通过测量 tg，能够发现如绝缘受潮、油或浸渍物脏污或变质、绝缘中存在气隙等缺陷。在绝缘中存在气隙缺陷时，往往这些缺陷不会是分布性的而是集中性的，测量 tg 可能会表现不太灵敏，通过tg 与外加电压 U 的关系曲线 tg=f （U）去发现会更明显。该曲线简单示意如图示。图 4-1 tg 与 f（U ）的曲线4.2.3 测量介质损耗因数 tg 的方法和仪器设备通常，测量介质损耗角 tg 的方法有四种，即平衡电桥法（QS1、QS3 型西林电桥） 、不平衡电桥法（M 型介质试验器） 、瓦特表法和腥敏电路法。在工程现场，应用最普遍的 tg 测量仪器是 QS1 型西林电桥和 M 型介质损耗仪等。M 型介损仪的测量精度不如高压平衡电桥精确，但携带方便，一般情况下也能满足实际需要，其使用操作须结合设备的说明书进行。4.24 影响介质损耗因数 tg 测量的主要外部因素（1）被试品自身温度的影响 在绝大多数情况下，同一试品的 tg 将随着其自身温度的升高而增高，为高电压技术综合实验论文了便于比较设备的绝缘状况，不同温度下测量所得的 tg 值都需要换算到 20，换算系数参考相应设备、介质的专门图表。（2）外电场的干扰 由于电介质与其周围带电体之间不可避免的要存在一些杂散电容，所以周围的电场就对介质的损耗因数的测量产生一些影响，随着两者间距离的减小和周围电场的加强，这种影响将更加显著。为了消除这些干扰，经常用到的方法有屏蔽法、倒相法和移相法。屏蔽法只适用与一些体积较小的设备，采用屏蔽罩（网）将被试品罩住。倒相法即分别由供电电源的 A、B、C 三相取试验电源，并在正、反两种极性下测量 tg，选取三相中正反接线差值较小的一组数据再求其平均值作为最终的测量结果。（3）被试品表面泄露的影响 被试品外表面受潮或脏污严重时，其泄露电流对测量 tg 的影响会非常严重，为此，工程现场应用电桥测量介质 tg 时，一般需要在被试品表面加装屏蔽环，将该环与电桥屏蔽相接，屏蔽环的安装应该尽量靠近 Cx 接线端，以减小对原电场分布的影响。（4）外界磁场干扰 应用高压平衡电桥测量被试品的 tg 时，如果打开电桥电源，断开检流计开关情况下仍有扩展的宽度，则表明有外界磁场干扰。为了减小这一干扰，最直接的方法就是远离该干扰源，或原地转动电桥，使光带扩展宽度达到最小然后在次位置进行试验。分别取“接通 I”和“接通 II”情况下的测量值最后求两者平均值作为试验数据，也可以起到减小磁场干扰的目的。介损测试仪的技术发展很快，以前在电力系统广泛使用的 QS1 西林电桥正被智能型的介损测试仪取代，新一代的介损测试仪均内置升压设备和标准电容，并且具有操作简单、数据准确、试验结果读取方便等特征。虽然目前介损测试技术发展很快，但与国际水平相比，在很多方面仍有很大差距，差距主要表现在以下几个方面：（1 ）抗干扰能力由于介质损耗测试是一个灵敏度很高的项目，因此测试数据也极易受到外界电场的干扰，目前介损测试仪采取的抗干扰方法主要有：倒相法、移相法、高电压技术综合实验论文异频法等。虽然这些方法能在一定程度下解决干扰的问题，但当外界干扰很强的情况下，仍会产生较大的偏差。（2）反接法的测试精度问题现场很多电力设备均已接地，因此必须使用反接法进行检测，但反接时，影响测试数据的因素较多，往往数据会有很大偏差，特别是当被试品容量较小（如套管），高压导线拖地测试时（有些介损测试仪所配高压导线虽能拖地使用，但对地泄漏电流较大），会严重影响测试的准确度。4.2.5 实验中介质损耗因数 tg 的测量方案及结果M-8000试验电力设备测量高压4-2 反接法测介损示意图图 4-3 有损介质的等值电路和相量图（a）并联等值电路；（b）串联等值电路（ 4.1）RCUp1/tan并 联 等 值 电 路 ：高电压技术综合实验论文（4.2）rCIrss/tan串 联 等 值 电 路 ：表 4-1 对四种试品进行绝缘电阻及介损测量结果电流互感器支柱绝缘子 GIS 盆式绝缘子油纸绝缘R15,( M) 1100 5000 6000 3000R60,( M) 1100 5000 8000 3000U(Kv) 7.5 10 10 5C(Pf) 180.84 11.85 19.31 34.76tg(%) 21.63 2.255 3.174 25.23第 5 章 对避雷器进行预防性试验高电压技术综合实验论文自从 20 世纪 60 年代末，70 年代初，日本首先成功研制成功氧化锌非线性电阻片和电力用氧化锌避雷器后，三十多年来经过世界各国的共同努力，氧化锌电阻片的发展已经达到了成熟的阶段。由于氧化锌电阻片具有非常出色的非线性伏安特性，可以取消串联火花间隙，实现避雷器无间隙无续流，且造价低廉，因此氧化锌避雷器已经在越来越广泛的领域取代了碳化硅避雷器。避雷器状态维修指对避雷器进行状态监测，并期望当其状态（性能）在变坏期间以及出现事故之前能被及时检测出来，并及时更换。防止出现避雷器性能变坏后的爆炸事故是避雷器状态监测乃至绝缘监督的最终目标。5.1 金属氧化物避雷器参数简介由非线性金属氧化物电阻片串联和（或）并联组成且无并联或申联放电间隙的避雷器。1 避雷器额定电压（Ur ）施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值， 按照此电压所设计的避雷器，能在所规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确地工作。 它是表明避雷器运行特性的一个重要参数， 但它不等于系统标称电压。2 避雷器持续运行电压（Uc）允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值3 避雷器的参考电压（U ref）参考电压分为工频参考电压（U a.c.ref）和直流参考电压（U d.c.ref） 。避雷器的工频参考电压是指在避雷器通过工频参考电流时测出的避雷