（高电压与绝缘技术专业论文）电流互感器现场高压介损试验的研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 本文针对传统电流互感器高压介损试验方法存在的设备笨重、 操作复杂等弊端， 为更好的应用高压介损试验判断电流互感器的绝缘状况，及早发现潜在绝缘弱点， 提出了串联谐振获得试验电 压，便携式电抗器积木搭接方式进行补偿， 三相并联加压 同时测量的试验方案，并成功设计、研发了新型测试系统。该系统应用一体化设计， 具有自动与手动操作，多电压下测量，绘制介损与电压关系曲线等功能，与传统方 法相比，大大降低了试验电源的容量，减小了试验设备的重量和体积，同时，避免 了重复操作，提高了试验效率。通过试验室和现场试验，验证了该测试系统的可行性 与实用性。 经实测数据分析， 论证了高压介损试验对发现电 流互感器潜在绝缘缺陷的有 效性。 关键词:电流互感器，介损测量，串联谐振 abs tract a i m e d a t t h e p r o b l e m s e x i s t e d i n h i g h v o l t a g e d e v i c e d i e l e c t r i c l o s s t e s t i n g s u c h a s h e a v y e q u i p m e n t s , o p e r a t i n g c o m p li c a t e d ,a n e w m e t h o d h a s b e e n p r e s e n t e d i n t h i s p a p e r , i n o r d e r t o u s e t h e d e v i c e d i e l e c t r i c l o s s t e s t i n g t o j u d g e t h e i n s u l a t i o n c o n d i t i o n a n d e a r l y fi n d t h e f a u l t o f d e v i c e . i n t h i s m e t h o d , u s e t h e s e r i e s r e s o n a n t t o g e n e r a t e t h e t e s t i n g v o lt a g e , t h e p o r t a b l e r e a c t o r s e r i e s c o n n e c t i o n , a n d t e s t t h e t h r e e p h r a s e s i n t h e s a m e t i m e .t h i s t e s t i n g m e t h o d i s d e s i g n i n a v i e w o f u n i t s y s t e m , c a n b e c a r r i e d o u t a u t o m a t i c a l ly o r m a n u a l l y , c u r v e o f d i e l e c t r i c l o s s a n d v o l t a g e c a n b e p l o t e a s i l y i n m a n y v o l t a g e s . c o m p a r e d w i t h t r a d i t i o n a l m e t h o d s , t h e n e w m e t h o d r e d u c e t h e p o w e r c a p a c i ty , t h e w e i g h t a n d s i z e o f t e s t i n g d e v ic e a n d a v o i d t h e r e p e a t o p e r a t i o n s i m p r o v e t h e e f fi c i e n c y o f t e s t i n g . t h r o u g h l a b o r a t o ry a n d fi e l d t e s t s , t h i s t e s t i n g s y s t e m i s p r o v e d t h e f e a s i b i li t y a n d p r a c t i c a b i l i t y . a ft e r t h e m e a s u r e d d a t a a n a l y s i s d e m o n s t r a t e d t h a t h i g h v o lt a g e d e v i c e d i e l e c t r i c l o s s t e s t in g h as a v a i l a b i l i ty i n f i n d i n g t h e f a u l t o f c u r r e n t t r a n s f o r m e r . l i f a n ( h i g h v o l t a g e a n d i n s u l a t i o n t e c h n o l o g y ) d i r e c t e d b y p r o f . l u f a n g c h e n g k e y wo r d s : c u r r e n t t r a n s f o r m e r , d i e l e c t r i c l o s s t e s t , s e r i e s 侧匕p口 声 习目 月 本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文 电流互感器现场高压介损试验的研 究 ，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果。 据本人所知， 除了 文中 特别加以 标注和致谢之处外， 论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 学 位 论 文 作 者 签 名 : 冬瘾日期 : :;?6 0 . 6 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了 解华北电力大学大学有关保留、 使用学位论文的规定， 即: 学校有权 保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件; 学校可以采用影印、 缩印或其它 复制手段复制并保存学位论文; 学校可允许学位论文被查阅或借阅; 学校可以学术 交流为目 的， 复制赠送和交换学位论文: 同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作 者 签 名 : ; v a 日期 : .2 b r . 6 ” 师 签 “ : 锌 % vii 期 : 知 2 了 华北电力大学硕士学位论文 第一章绪论 1 . 1 本课题研究的意义和国内外研究现状 1 . 1 . 1 研究的目的和意义 电介质 ( 绝缘材料)在外加电压作用下，会使部分电能变为热能，使电介质发 热。电介质损耗的电能称为介质损耗。介质损耗过大会使绝缘温度上升，且损耗愈 大，温度愈高，如果介质温度高达使绝缘体熔化、烧焦，那么就会失去绝缘性能而 造成热击穿，甚至爆炸。近年几起电流互感器的爆炸事故，主要是由于绝缘局部受 潮或是放电，聚集大量能量形成热击穿，使设备内部压力不断增加，以致超过外瓷 套的强度造成的。 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、劣化变质以及小体积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷，在电工制造 及电力设备交 接及预防性试验中得到了 广泛应用川 。 国家电网公司 预防 1 1 0 ( 6 6 ) k v -5 o o k v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2 2 0 k v及以上电压等级互感器应进行高电 压下的介损试验z 1 13 1 。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。目前国内已经开展了这项试 验，但均采用高压试验变压器作为试验电源，没有成套的轻型试验设备。这样，一 方面现场检修电源难以满足试验要求， 另一方面现场试验时需要较大的运输车辆进 入带电设备区，受停电范围的限制，试验设备的装卸及就位，给运行设备带来严重 威胁。因此，目前只进行 l o k v低电压下的介损测量。 本课题针对目前电流互感器高压介损测试存在的问题， 进行研究与改进， 重点 解决两个难点， 一是试验电源问题， 用串联补偿的方法来减小试验电源容量， 同时， 通过三相并联加压的手段，使补偿电感的感抗减小为单相的 1 1 3 :二是测试仪器问 题，研发新型测试仪，增加测试通道，实现三相试品并联加压、同时测量，在减小 补偿电感感抗的同时，避免重复操作，使电流互感器现场高压介损测试变得简单、 快捷，从而为及时发现电流互感器的潜在绝缘缺陷，确保安全稳定运行奠定坚实的 基础。 1 . 1 .2 国内外研究现状 介质损耗作为反映设备绝缘状况的重要技术参数，被国内外所共识。介损的测 量是一常规试验项目，对发现绝缘缺陷有较高的灵敏性。一直以来，介损测量成为 一t- 华北电力大学硕士学位论文 判断设备绝缘的重要手段，被广泛应用在绝缘监督、设备监测等领域。 介损的测量技术发展较快， 在多年的探索和实践中，西林电桥曾一度被国内外 广泛应用，其采用电桥平衡的原理，进行被试设备的介损试验。但是这种方法在试 验升压、 试验接线、 抗干扰等方面， 存在一定不足， 试验接线复杂、 抗干扰能力差、 精度较低。随着电子技术的发展，全自动介损测试仪的生产己日臻成熟，基本取代 了老式西林电桥，被广泛应用在试验现场。全自动介损测试仪精度高，试验方便， 在抗干扰等方面较西林电桥有很大的进步，常规的介损试验，包括 c v t的自激法 测试，测试手段已经非常成熟，也较容易实现。 但针对本课题的变频升压、自动调谐、多通道同时测量的方案，国内外介损仪 还不能满足要求。 现场电流互感器介损的测量，国内外一直以来都是采用 l o k v电压，目前的全 自动介损测试仪， 也不能满足高压介损的测量。 对于高压介损的测量， 应该说从2 0 0 0 年以后才开始在现场开展。其更能准确反映运行设备的绝缘状况，较低电压下测量 灵敏度更高，这一事实被广泛认可。但目前的电流互感器高压介损试验，都是采用 大型试验变压器作为升压设备，对于本课题研究的串联补偿升压、三相同时测量的 测试方案，国内外文献中还未见报道。同时，传统高压介损试验方法，对试验数据 的积累、分析也只是一个起步阶段，最关键的原因是现场互感器高压介损试验开展 困难a - s 1 1 .2 介质损耗的分类 绝缘材料的介质损耗，按其物理性质有以下几种基本形式。 1 .2 . 1 漏电导损耗 任何电介质总有一定的导电能力。因此，在电压作用下电介质中流过泄漏 ( 电 导)电流，造成能量损耗。这种损耗在交、直流电压作用下都存在。一般情况下， 漏电导损耗是很小的。 1 .2 .2极化损耗 电介质在交流电压作用下，发生周期性极化。 此时介质中的带电质点 ( 主要是 离子)在交变电场作用下，作往复有限位移并重新排列。这样，质点需要多次克服 相互作用力 ( 分子间的内摩擦力) ，损耗很多能量。这种损耗称为极化损耗。如果 电源频率增加，质点往复运动的频率也增加，极化损耗增大。在交流电压作用下， 电介质 ( 指不均匀的)的夹层极化反复引起电荷重新分布 ( 吸收电流) ，这个过程 也要消耗能量。 一z- 华北电力大学硕士学位论文 1 .2 .3局部放电损耗 常用的固体绝缘材料中总有气隙 ( 或油隙) 。我们知道，绝缘材料各层的电场 强度几乎与该层材料的相对电容率 ( 介电系数)e成反比。 气体的介电系数较固体 绝缘材料低的多，所以气隙部分的电场强度较大。但是，气隙的耐压强度却远低于 固体绝缘材料。 因此， 当外施电压足够高时， 气隙首先发生局部放电( 游离、 电晕) 。 气隙放电中的电荷在外施电压乌的作用下， 移到气隙壁上而形成反电场e ( 图1 - 1 ) a 反电场e与外施电压e 。 方向相反，从而削弱了 气隙中的电场，而且可以使气隙放 电不再继续下去。但如果外施的是交流电压，半周后外施电场 e 。 反向，正好于前 半周气隙中电荷形成的反电场方向相同，这就加强了气隙中的电场强度，使气隙放 电提前发生。 所以， 交流电压下电介质内部的局部放电及电介质损耗远较直流电压 下强烈。油质电容器、电缆、套管等设计、制造及运行中，都必须注意这一点。原 用于交流电压的一般油浸纸电容器 ( 或电缆) ，若改用于直流电压时，长期工作电 压能 提高 到原交流额定电 压的四至五 倍， 而不是扼倍， 其原因就在于此。 图 1 - 1固体绝缘中气隙放电前后的电场示意图 ( a ) 气隙放电前;( b ) 气隙放电后 e o :外施电场;e :气隙放电后电荷形成的电场 由此可见， 在同样的电压作用下， 交流电压在介质中所产生的损耗较直流电压 大。一般所谓介质损耗，是笼统的指介质在一定电压作用下所产生的一切损耗。这 些损耗中，究竟哪一部分是由电导引起的， 哪一部分是由吸收现象引起的， 没有明 确区别【6 j 1 .3 介质损耗的物理意义 各种电介质在外电场作用下，由于介质电导和极化滞后效应，其内部有能量损 耗。 因此， 对介质施加一正弦电压u时， 通过介质的电流不是超前于电压n / 2 而是 ， 角 度。 这个电 流由 电 导电 流 ( i e ) 、 纯电 容电 流 ( i c ) 和反映 介质吸收过程的 吸收 - 3 华北电力大学硕士学位论文 电 流 ( i m ) 三部分组成。 而吸收电 流又可分解为有功分量 ( i x a ) 和无功分量 ( i x p ) 两部分。 表征介质这一物理过程的等值回路如图1 - 2 所示。 其相应的向量图为图 1 - 3 一 i m 十 i . r z 风 c z u u 图 1 - 2电介质的等值电路图 1 - 3介质损耗的向量图 由于介质极化滞后效应， 吸收电流i m不是超前于外施电 压n / 2 而仅是w 角度。 因此， 在电 压u 作用下， 流过介质的电流i x 的无功分量i x p 包括瞬时完成的极化电 流i c 和吸收电流i m的无功分量; i x的有功分量包括泄露电导电流i c 和吸收电流的 有功分量。 由图1 - 3可知，在交流电压u作用下，介质中的有功损耗: p= 江 x c o s rp = u l x s i n 6 ( 1 - 1 ) 当s 角很小时，s i n ,5 z t a n 8，则1 - 1 示可变为: p二u l x t a n 8 ( 1 - 2 ) 式中u 一一电压的有效值; i x 一一电 流的 有效 值 由图 1 - 3可知，s 十 rp = i r l 2 , 6 角是功率因数角尹 的余角， 称为介质损耗角， 也叫损耗因素角。c o s称为功率因素角，而t a n ,5 称为损耗因素。 应该指出。1 - 2式的介质损耗包括交流电压下介质中的一切损耗。即不仅包括 泄露电导 ( 即图1 - 2 中绝缘电阻r i ) 所决定的损耗，还包括由介质极化产生的有功 损耗。 在交流电压作用下， 流过介质中的电流可分为有功和无功两部分。 因此， 图1 - 2 可简化为图 1 - 4 ( a ) .简化的等值电路的介质损耗应与实际介质损耗相等。简化的 等值电路中的电容c x 为理想无损电容，而电阻r则为有功电阻。 华北电力大学硕士学位论文 几气尸 i-f 兰 ( a ) ( b) 图 1 - 4介质的并联等值电路及向量图 ( a )等值电路图;( b )向量图 u ， u c x ( a ) ( b ) 图 1 - 5介质的串联等值电路及向量图 ( a )等值电路:( b )向量图 向量图 1 - 4 ( b )的物理意义扼要地分析如下:在此并联等值电路中，流过电阻 r的电流i r 与外施电压同相; 流过理想电容c x 的电流k与外施电压u随时间的变 化率 ( d u / d t ) 成正比。 根据图 1 - 4 ( a )可得: = u r = o) c x u ( 1 - 3 ) 几ic ta n ,5 = 互- i cw c x r p = o) c x u z t a n s 根据图 1 - 5 ( a )可得: 华北电力大学硕士学位论文 u , =i r u , = ( i 一) t a n占 p=i r =a ) c a u t a n s l + t a n 占 根据 不同 等值电 路有 功损耗和介 质损 耗t a n g 相等的 原则 ， 由( 1 - 3 ) , ( 1 - 4 ) 两式可 以求得: c 不 c xx _ l+ tan 8 r = r 1+ 揣 ) s i=z (1 一 ) r 如 + ta n 8 扭n 占 ( 1 一) 一般情况下。t a n 8 +1 ， 则c , x c x ， 而r r 。一般高压电 气设备多选择并 联等值电路进行计算，而较少选用串联等值电路。 由 1 - 3 , 1 - 4 可知: _ w c ,y u t a n 8 l + t a n 占 、 w c , u t a n s ( t a n s u ;4z lj z , ., =a z , = 1z 。 一 z ( , i ( k 。 ) 乙 50-几 开始试验。 式中:u y :试验变压器的额定电压 ( l o k v ) ; u :高压介损最高 试验电 压 ( 2 2 0 k v u u 为1 4 6 k v , 1 1 0 k v u ， 为7 4 k v ) ; z ,: 5 0 h z 时电 抗器的感抗; z , : 5 0 h z 时试验回路总电容的容抗; z lr : 试验频率时电抗器的感抗: 2 。 : 试验频率时试验回路总电容的容抗; a z r : 试验频率时串联回路的剩余阻抗，容抗与感抗之差的绝对值。 . 否则， 调整电抗器的分接或增减电抗器节数， 调整依据是: f 大于5 0 h z 时， 根据a z 的大小增加合适的电抗值;f 小于5 0 h z 时，根据a z的大小减少合适的电抗值。 3 .5 介损测试仪的辅助功能 ( 1 )高压保护: c v t保护 试品短路、击穿或高压电流波动，能迅速切断高压输出。 ( 2 ) 退出测量 :设定自激电压的过流点，一旦超出设置的电流值，仪器自动 不会损坏设备。 ( 3 )接地检测:仪器独具接地检测功能，未接地时不能升压测量。 ( 4 )防误操作:具备防误操作设计，能判别常见接线错误，安全报警。 ( 5 )防 “ 容升” :测量大容量试品时会出现电压抬高的 “ 容升”效应，仪器能 自动跟踪输出电压，保持试验电压恒定。 ( 6 )高压电缆:高压引线采用双屏蔽电缆，拖地测量无放电。 ( 7 )等离子显示:采用新颖的大屏幕等离子点阵显示器，在严冬和盛夏都能 清晰显示。全中文操作菜单，操作提示及各种警告信息，直观明了，不需查阅说明 书即可操作。 ( 8 )打印:仪器附有微型打印机，以中文方式打印输出测量结果及状态。 华北电力大学硕士学位论文 第五章试验室及现场验证 5 . 1 试验目的 对互感器现场高压介损测试系统进行试验室及现场验证，以确定方案的可行 性，并根据试验情况进行必要的改进，使本测试系统更完善。 5 .2 试验依据 d l / t 5 9 6 -1 9 9 6 电力设备预防性试验规程) q h v 9 0 0 6 型高压介质损耗测试仪使用说明书 5 .3 试验内 容 5 . 3 . 1 试验室验证 2 0 0 5 年1 2 月， 本课题在高压试验大厅以一标称电容量为】 5 0 0 p f 的标准电容器 作为被试品进行了单个试品的高压介损试验，并与传统方法进行了比对。 试验接线 图如下: r 巨一-一一- .-. ， 2 2 0 v 洲 、了 图5 - 1 传统方法试验接线图 华北电力大学硕士学位论文 第六章试验数据分析 6 . 1电流互感器高电压下t a n 6 测量的有效性 油纸电容型电流互感器的主绝缘为油纸复合材料，在交流电压作用下， 将出现 以下几种有功损耗:即漏电导损耗、由于极化现象而产生的极化损耗和由于绝缘体 内部局部放电而产生的局部放电损耗。这些有功损耗都可以通过 t a n 6的大小反映 出来。对t a n s 的分析判断，一方面要看绝对值的大小，另一方面t a n 6 的相对变化 值和在不同电压下的变化值非常重要。如果在l o k v电压下，t a n 6 值很低，但在不 同的较高电压下 t a n 6变化很大，则说明该设备的绝缘在运行过程中将发生不良趋 势。互感器内部存在缺陷不同， t a r 6 一u曲线的形状也不相同，所以测量不同电压 下的介质损耗可以提前发现电流互感器的绝缘缺陷， 防患于未然。图6 - 1 是t a n 6 一 u曲线的几个典型例子。 4 求幻月 图6 - i t a n 6 与电 压的 关系曲 线 图中曲线 1对应于良好的绝缘，其 t a n 6 值不随试验电压的升高而增大，只有 当试验电压超过最高运行电压时， t a n 6 值才略微增加，降低试验电压和升高试验电 压时t a n 6 值能保持一致。 曲线 2 为绝缘老化的示例， 在气隙起始游离之前， t a n 6比良好绝缘的低， 过了 起始游离点后则迅速升高，而且起始游离电压比良好绝缘低。 曲线 3是存在局部放电的典型例子，在试验电压未达到局放起始电压时，t a n 6 值保持一致，而当试验电压超过局部放电起始电压时， t a n 6 值急剧增高。再逐步 降低试验电压时，由于气体放电已随时间和电压的增加而增强， t a n 8 将高于各相应 电压下的值， 直至局部放电熄灭，曲线成闭合环状， 到电压较低时又重合为一直线。 华北电力大学硕士学位论文 曲线4是严重受潮的绝缘。在较低试验电压下，t a n 6 值就较大，随试验电压升 高， t an6 值不断增大。再逐步降低试验电 压时，由于介质损耗的增大己使介质发热 温度升高，使此时t a n 5 值不能降到原来相应电压下的值。 曲线5 是绝缘中含有离子型杂质的情况， t a n 6 值随试验电压上升而下降。 因为 在交流电压的作用下，油中离子会发生迁移，油中离子在迁移过程中受到纸中纤维 的阻拦，当试验电压低时，离子迁移不大，阻拦效果不大，当试验电压升高时，离 子迁移较大，阻拦效果亦较大，从而使极化损耗减小，t a n 6 值下降。 综上所述，互感器在试验电压5 l o k v之间，介损随电压的变化不大， 检测不 到t a n 5 随电压变化的现象， 不能够准确判断互感器绝缘状况。 在较高电压下测量介 质损耗并绘制t a n 6 -u特性曲线， 可以检查出绝缘中是否夹杂有气隙、 受潮等缺陷， 准确分析设备绝缘健康水平。 6 .2 高电压介损检测绝缘缺陷实例 6 .2 . 1 局部放电缺陷 某单位 1 台l c w b 2 - 2 2 0 w电流互感器在预试中发现t a n 6 较上一次试验值有较 大增长，但在合格范围内，且电容量无变化。为准确判断互感器绝缘水平，进行了 高电压下的介损测量，并绘制了t a n 6 -u曲线，试验数据见表6 - 1 . 表 6 - 1试验数据表 电压，k v上升过程介损，%下降过程介损，% 11 00 . 6 50 . 6 6 22 00 . 6 50 . 6 5 34 00 . 6 80 . 6 9 46 00 . 8 20 . 8 3 58 01 . 2 11 . 2 4 6l 0 01 . 3 31 . 3 9 71 2 71 . 4 5 从试验数据可以看出，该只电流互感器在 l o k v时介损试验合格，但电压升至 运行电压 1 2 7 k v后， 介损t a n 6 变化值为。 .8 %， 远远超出了 电力设备预防性试验 规程要求的士0 . 3 %，应退出运行。 用油色谱分析气体组分明显发生变化，试验数据见表 6 - 2 华北电力大学硕士学位论文 表6 - 2油色谱数据表x 1 0 6 hzch 4c 2 h6c z h 4c 2 h 2 co c o z总烃 上次2 6 0 1 5 . 81 . 3001 2 48 3 11 7 . 1 本次8 6 3 0 2 4 5 32 0 31 . 30 . 51 3 57 9 62 6 5 7 绘制 t a n 6 - u曲线如图6 - 2 所示。 2 0 4 0 8 0 8 0 1 0 0 1 2 7 图6 - 2 t a n 5 -u曲线图 通过t a n 8 -u曲线和油色谱数据分析， 该互感器存在严重绝缘缺陷， t a n 8 -u 曲线与局部放电缺陷的曲线形状大体一致，解体检查无缺油现象和受潮痕迹，外观 上未见异常。 因此判断互感器局部放电缺陷， 油中由于存在放电而产生了大量气体， 如继续运行有可能在运行中造成绝缘损坏，后经互感器局部放电测量验证，互感器 存在局部放电绝缘缺陷。 由本例可见，高压介损试验发现绝缘缺陷的有效性，该电流互感器 l o k v介损 合格，若不进行高电压下介损试验，很难发现绝缘缺陷，继续投入运行势必会给电 网安全造成隐患。有许多这样的例子，试验结果合格的电流互感器运行中却发生故 障，甚至引起爆炸，这主要是因为 l o k v下的介损测量很难发现一些内部潜在的缺 陷和高电压下的局部放电性的缺陷。可见，进行高电压下的介损试验对进一步分析 判断绝缘的性质是十分关键的。 6 .2 .2离子性缺陷 衡丰发电厂几只开关的并联电容，l o k v下介损超标，建议做高电压下的介损 试验，试验数据见表6 - 3 . 华北电力大学硕士学位论文 表 6 - 3 试验数据表 电容器编号额定电压及电容加 压 值( k v ) 一 介 损ta n 8( 二 ) 电 容 量( n f ) 编号:3 0 2 8 额定电压:1 0 0 k v 电容量:2 . 5 9 2 n f 1 00 . 3 0 42 . 5 4 5 3 00 . 1 3 62 . 5 4 2 5 00 . 0 9 22 . 5 4 1 8 00 . 0 7 12 . 5 4 1 1 0 00 . 0 7 22 . 5 4 1 8 00 . 0 7 02 . 5 41 5 00 刀8 42 . 5 4 0 3 00 . 1 1 9 2 . 5 4 2 1 00 . 2 6 42 . 5 4 5 电容器编号额定电压及电容加压值 ( k v )介损t a n 6 ( %)， 电 容r ( n f ) 编号:3 0 2 6 ( c南) 额定电压:i o o k v 电容量: 2 .6 2 8 n f 1 00 . 6 1 22 . 6 2 3 3 00 . 2 1 62 . 6 2 0 5 00 . 1 2 82 石1 8 8 00 . 0 9 22 . 6 1 8 1 0 00 . 0 9 02 .6 1 8 8 00 . 0 8 82 . 61 8 5 00 . 1 1 02 . 6 1 7 3 00 . 1 4 52 . 6 2 0 1 0 0 .3 1 2一 2 .6 2 4 电容器编号额定电压及电容加压值 ( k v ) 介损t a n 5( %) 电 容 量( n f ) 编号:3 0 3 7 ( a南) 额定电压:1 0 0 k v 电容量: 2 . 5 3 2 n f 1 00 . 2 9 32 . 5 1 5 3 00 . 1 3 62 . 5 1 2 5 00 . 0 9 72 . 5 1 0 8 00 .0 7 22 . 5 1 0 1 0 00 . 0 6 82 . 5 0 9 8 00 . 0 7 12 . 5 1 0 5 00 . 0 9 02 . 5 0 9 3 00 . 1 2 82 . 5 1 1 1 00 . 2 5 02 . 5 1 3 电容器编号额定电压及电容加压值 ( k v )介 损 t a n 。 ( % ) 一 一 电 容 量( n f ) 编号:3 0 3 8 ( c北) 额定电压:1 0 0 k v 电 容量: 2 . 5 3 5 n f 1 00 . 2 8 12 . 4 8 2 3 00 . 1 1 82 . 4 7 9 5 00 . 0 8 22 . 4 7 8 8 00 . 0 6 42 . 4 7 9 1 0 00 . 0 6 72 . 4 7 8 8 00 . 0 6 42 . 4 7 9 5 00 . 0 7 62 . 4 7 7 3 00 . 1 0 82 . 4 7 9 1 0 0 .2 5 1 2 . 4 8 1 3 8 华北电力大学硕士学位论文 由试验数据可见， t a n s 随电压的升高明显下降，再逐步降低电压时介损不能升 高到原来相应电压下的值。从电容器外观看，不渗不漏.由此判断为是绝缘中存在 离子型杂质。试验电压升高时，离子运动速度加快，迁移受阻严重，所以使极化损 耗减小， t a n 8 值下降。在降压过程中，离子运动速度逐渐减慢， 但减慢需要一个时 间积累，所以介损值不会立即恢复到原来相应值，比上升过程的介损值相对减小一 些。 由试验数据说明，这几只断口电容制造中存在离子性杂质，短期运行不会造成 绝缘发热、劣化，但不建议长期运行，有机会应进行更换。 华北电力大学硕士学位论文 第七章结论 本课题针对传统高电压下介损试验方法的弊端，设计研制了新型的测试系统， 该系统设备轻便，占地小，操作方便，试验数据可信，更适合于现场使用。 在研究过程中，本课题得到了以下研究成果; 1 、用串联补偿的办法减小了试验变压器的容量，也就是减小试验变压器的体积和 重量，单人即可完成试验设备的就位，避免了大型运输和装卸车辆的进入对运 行设备的威胁。 2 、 用多个小电抗串联使用来解决大电抗补偿的问题，多抽头设计，实现了补偿电 感的连续可调性，增大了补偿范围，同时又使设备体积和重量进一步降低。 3 、采用三相同时加压的办法测量，成倍减少了补偿电抗的电感量，总电容量是单 相的3 倍，而补偿电感仅为单相的1 / 3 。同时，实现了三相同时测量，避免了重 复操作，提高了工作效率。 4 、 测试系统功能强大，可进行自动、手动操作，多电压下测量，并可绘出介损与 电压的关系曲线，准确分析和判断互感器的绝缘状况。 经过现场试验验证，本套测试系统达到了预期的效果，通过试验数据的积累与 分析，可以证明，高电压下测电流互感器的介损试验发现绝缘缺陷的有效性，是无 庸置疑的。 总之，本课题的完成，使高压介损试验变得更易实现，可作为一项检测互感器 绝缘状况的主要手段，使高压介损发现绝缘微小缺陷的有效性更好的发挥出来。 华北电力大学硕士学位论文 参 考 文 献 1 1 王亚辉. 介质损耗测试仪变频电 源研究 【 硕士学位论文】 . 保定: 河北农业大学， 2 0 0 5 . 2 国家电网公司 预防 1 1 0 ( 6 6 ) k v -5 0 0 k v互感器事故措施 3 国家电网公司. 防止电力生产重大事故的二十五项重点要求. 2 0 0 3 4 1魏永清强电场干扰下介质损耗因数的测量. 水力发电， 2 0 0 2 , 2 : 5 4 5 6 5 文康珍， 黎文安，何斌. 基于d s p 介质损耗变频测量仪的研制高电 压技术， 2 0 0 2 , 2 8( 1 0 ) : 4 5 - 4 7 6 】 汪宏正， 何志兴， 张古银绝缘介质损耗与 带电 测试 合肥: 安徽科学技术出 版社，1 9 8 8 : 1 - - - 3 4 7 l隋文波调频串联谐振装置用介质损耗因数测量系统研制 硕士学位论文l哈 尔滨:哈尔滨理工大学，2 0 0 4 . ( 8 1张红高电压技术北京:中国电力出版社，2 0 0 6 : 6 1 -6 5 9 1邱昌容，曹晓珑，电气绝缘测试技术.北京:机械工业出版社， 2 0 0 2 : 1 -3 4 1 0 宋庆贵， 高升云2 2 0 k v电流互感器运行电压下的介质损耗测定黑龙江电力， 2 0 0 4 , 2 6( 3 ) : 2 2 4 - 2 2 5 川戴昌彬， 洪贞贤. 电容型试品介质损耗因数变化的原因与分析. 变压器， 2 0 0 2 , 3 9 ( 9 ) : 3 8 - 4 1 1 2 1 马为民，吴维韩. 电源谐波对介质损耗测量的影响.清华大学学报 ( 自然科学 版) ，1 9 9 7 , 3 7( 1 ) :6 5 - 6 8 1 3 尚勇， 杨敏中， 王晓蓉， 刘少宇， 严璋谐波分析法介质损耗因数测量的误差 分析. 电工技术学报，2 0 0 2 , 1 7 ( 6 ) : 6 7 - 7 1 1 4 1 孙建军. 调频式串 联谐振交流高压试验装置的研制 硕士学位论文 l . 大连: 大 连理工大学，2 0 0 2 1 5 1 欧辛达， 刘晓安西林电桥测试范围与 档位选择的关系. 西北电力技术， 2 0 0 4 , 3 : 9 5 - 9 6 1 6 1 王永红， 陈庆国， 魏新劳， 方崇志. 变频谐振试验电压下介质损耗测量技术研 究. 哈尔滨理工大学学报，2 0 0 6 , 1 1 ( 2 ) : 1 3 0 - 1 3 4 1 7 1 吕 延锋，钟连宏介损测量技术及其最新发展高电压技术，1 9 9 6 , 2 2 ( 2 ) 5 3 - 5 5 1 8 1 x i e , h . - k . ; k a o , k .c , c h e n , s . - t . ; w u , s . - z . t h e a n o m a l o u s e f f e c t i n t h e t h r e e - e l e c t r o d e s y s t e m f o r d i e l e c t r i c l o s s m e a s u r e m e n t s p r o c e e d i n g s o f t h e 1 6 t h e l e c t r i c a l/ e l e c t r o n i c s i n s u l a t i o n c o n f e r e n c e , 1 9 8 3 , p . 3 8 1 - 5 o f 4 4 1 . 华北电力大学硕士学位论文 1 9 s . o c h i a i , h . i w a s a k i , m. i e d a ,t .m i z u t a r i t h e r m a l l y s t i m u l a t e d c u r r e n t a n d d i e l e c t r i c l o s s me a s u r e m e n t o f p o l y p r o p y l e n e a n d t e fl o n - f e p f i l m s i m m e r s d i e e e t r a n s a c t i o n s o n d i e l e c t r i c a n d e l e c t r i c a l i n s u l a t i o n 1 9 9 4 , 4 3 ( 6 ) 2 0 l o n g f e n g ; w a n g f u r o n g ; l i d a j i n ; l i u y o n g s h e n g r e s e a r c h o n o n - l i n e m o n i t o r i n g o f d i e l e c t r i c l o s s o f h i g h v o l t a g e c a p a c i t i v e a p p a r a t u s a n d e r r o r a n a l y s i s e l e c t r i c p o w e r s c i e n c e a n d e n g i n e e r i n g ( 2 0 0 4 ) ,n o . 2 , p . 1 9 - 2 1 . 2 1 l i , q . ; z h a o , t . ; ( s c h . o f e l e c t r . e n g ， s h a n d o n g u n i v ., j i n a n , c h i n a ) , s i e w , w . h d e f i n i t i o n a n d d i g i t a l a l g o r i t h m s o f d i e l e c t r i c l o s s f a c t o r f o r c o n d i t i o n m o n i t o r i n g o f h i g h - v o l t a g e p o w e r e q u i p m e n t w i t h h a r m o n i c s e m p h a s i s i e e p r o c e e d i n g s - g e n e r a t i o n , t r a n s m i s s i o n a n d d i s t r i b u t i o n ( 6 m a y 2 0 0 5 ) , 1 5 2 , n o . 3 , p . 3 0 9 - 1 2 , 7 . 2 2 胡雨龙， 钱卫东. 高压电气设备绝缘介损的现场测试. 甘肃电力 技术，1 - 7 2 3 阎春雨 串联补偿法用于电流互感器高压介损测量 河北电力技术，2 0 0 2 , 2 1( i ) :1 - 2 2 4 g b 1 2 0 8 - 1 9 9 7 ，电流互感器，1 9 9 6 2 5 1 g b / t 1 6 9 2 7 . 1 - 1 9 9 7高电压试验技术第一部分:一般试验要求 1 9 9 7 2 6 1 d u t 7 2 5 - 2 0 0 0 电力用电流互感器订货技术条件， 2 0 0 0 2 7 国家电网公司发输电运营部高压电气设备试验方法及诊断技术. 国家电力公 司电化教育中心出版，2 0 0 0 2 8 梁江东，黄伟斌. 现场介损异频测量方法. 高电压技术，1 9 9 6 , 2 2 ( 4 ) 2 9 刘 洪鑫， 吴锦华电 流互感器的 现 场高电 压介损测量. 高电 压技术， 2 0 0 1 , 5 3 0 包玉胜. 介质损耗测量中环境条件对测量结果影响探讨. 安徽省电机工程学会 优秀学术论文集 ( 2 0 0 2 - 2 0 0 3 ) , 2 0 0 5 【 川刘小 波电气设备介质损耗测量误差的分析与处理广东工业大学学 报， 2 0 0 5 , ( 0 1 ) 3 2 蔡国维， 胡兆明， 王建民. 介质损耗测量的过零点电压比较法. 电网技术， 1 9 9 5 , ( 1 0 ) 3 3 林国庆， 陈桂龙. 数字式介质损耗测量装置的研究. 福州大学学报( 自然科学 版) , 2 0 0 1 , ( 0 5 ) 3 4 郑立群， 郑永寅 电容型 t a介质损耗因数回升原因的分析. 华北电力技 术， 2 0 0 5 , ( 0 7 ) 3 5 狄剑光， 高胜友， 李福祺， 谈克 雄同 步采样在电容套管介质损耗因数 t a n s测量 中的意义 j . 变压器， 2 0 0 5 , ( 0 8 ) 3 6 吕 小 静， 黎文安， 夏水 斌. 基于变频技术的介质损耗测量系统的研究 【 j . 电 工技 术， 2 0 0 4 , ( 0 1 ) 一 4 2 华北电力大学硕士学位论文 ，.j电eej工.月j zrn， 门j凡、，j r.lr1lr.l 4 0 1 4 1 1 4 2 4 3 1 4 4 4 5 4 6 4 7 吕延锋， 钟连宏， 王建华. 电气设备绝缘介质损耗测量方法的研究阴 高电压技 术， 2 0 0 0 , ( 0 5 ) 吴锦华. 电流互感器绝缘总体状态现场测试新方法的研究. 变压器， 2 0 0 6 , ( 0 8 ) 宋业鑫 浅谈电容式电流互感器高电压介损测试过程中需注意的几点问题. 安 徽电力职工大学学报， 2 0 0 2 , ( 0 1 ) ye . mo h a m m e d , l i u y u a n - a n c o m p u t a t i o n o f d i e l e c t r i c c o n s t a n t s a n d l o s s t a n g e n t s a t i s m b a n d b y me a s u r e m e n t s o f t r a n s m i s s i o n c o e f f i c i e n t s i s s n 1 0 0 5 - 8 8 8 5 t h e j o u rna l o f c h i n a u n i v e r s i t i e s o f p o s t s a n d t e l e c o