教材-相对介质损耗因数及电容量比值测试

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1、1相对介质损耗因数及电容量比值测试保定天腾电气有限公司项目一相对介质损耗因数及电容量比值测量【学习情境描述】本学习情境为电容型设备相对介质损耗因数及电容量比值测量学习，包括其基本原理、操作方法、数据分析等。【教学目标】熟悉电流互感器、电容式电压互感器、耦合电容器和变压器套管等电容型设备相对介质损耗因数及电容量比值带电检测的基本原理，熟练掌握相对介损和电容量带电检测仪器的现场操作方法、相关注意事项和标准检测流程，掌握检测报告的编制方法，掌握应用相对介质损耗因数和电容量比值的带电测试结果分析设备的运行状况。【教学环境】多媒体教室。配置电流互感器、升压装置、介质

2、损耗因数及电容量带电检测仪、电流取样单元等设备和仪器的高压实验室。2任务一相对介质损耗因数及电容量比值测试基本原理【教学目标】通过本任务的学习掌握电容型设备介质损耗因数及电容量比值的基本知识，了解相对测量法的原理及优点，了解电流取样原理及其装置，掌握仪器的测量原理。【任务描述】本任务了解电容型设备介质损耗因数及电容量相对测量的原理，了解电流取样原理及各类装置优缺点。【任务准备】预习电容型设备常见的绝缘缺陷、介质损耗因数和电容量例行停电试验的原理、数字信号处理技术。【任务实施】系统讲解电容型设备介质损耗因数和电容量的带电检测基本原理。【相关知识】电容型设备高

3、电压试验技术、电容型设备绝缘带电检测技术、数字信号处理技术、Q/GDW168-2008《电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置技术规范》、国家电网公司《电力设备带电检测技术规范》（试行）、Q/GDW168《输变电设备状态检修试验规程》、Q/GDW540.3《变电设备在线监测装置检验规范第3部分：电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置》3一、测量介质损耗因数和电容量对电容型设备的意义电介质在电压作用下，由于电导和极化将发生能量损耗，统称为介质损耗，对于良好的绝缘而言，介质损耗是非常损耗是非常微小的，然而当绝缘出现缺陷时，介质损耗会明显增大，通常会

4、使绝缘介质温度升高，绝缘性能恶化，甚至导致绝缘熔化、焦化、失去绝缘作用。在交流电压作用下，电容设备绝缘的等值电路如图1所示。流过介质的电流由电容电流分量和电阻电流分量两部分组成，电阻电流分量就是因介质损耗而产生的，阻性电流分量使流过介质的电流偏离电容性电流的角度称为介质损耗角,其正切值反映了绝缘介质损耗的大小,并且仅取决于绝缘特性而与材料尺寸无关,可以较好地反映电气设备的绝缘状况。此外通过介质电容量C特征参数也能反映设备的绝缘状况，测量这两个特征量以掌握设备的绝缘状况。（a）(b)(c)图1电容性设备绝缘等值电路4电容型设备通常是指采用电容屏绝缘结构的设备

5、，例如：电容型电流互感器、电容式电压互感器、耦合电容器、电容型套管等，其数量约占变电站电气设备的40-50%。这些设备均是通过电容分布强制均压的，其绝缘利用系数较高。电容型设备由于结构上的相似性，实际运行时间可能发生的故障类型也有很多共同点，其中有1、绝缘缺陷（严重时可能爆炸）包括设计不周全，局部放电过早发生；2、绝缘受潮，包括顶部等密封不严或开裂，受潮后绝缘性能下降；3、外绝缘放电，爬距不够或者脏污情况下，可能出现沿面放电；4、金属异物放电，制造或者维修时残留的导电遗物所引起的等主要几种，对于上述的几种缺陷类型，绝缘受潮缺陷约占电容型设备缺陷的85%左右

6、，一旦绝缘受潮往往会引起绝缘介质损耗增加，导致击穿。对于电容型绝缘的设备，通过对其介电特性的监测，可以发现尚处于早期阶段的绝缘缺陷，是设备绝缘的局部缺陷中，由介质损耗引起的有功电流分量和设备总电容电流之比，它对发现设备绝缘的整体劣化较为灵敏，如包括设备大部分体积的绝缘受潮；而对局部缺陷则不易发现，测量绝缘的电容，除了能给出有关可能引起极化过程改变的介质结构的信息（如均匀受潮或者严重缺油）外，还能发现严重的局部缺陷（如绝缘击穿），但灵敏程度也同绝缘损坏部分与完好部分体积之比有关。5二、相对测量法及优势1、相对测量法与绝对测量法电容型设备介质损耗因数和电容量比

7、值带电检测，按照参考相位获取方式不同，可以分为绝对测量法和相对测量法两种。（1）绝对测量法绝对测量法是指通过串接在被试设备Cx末屏接地线上，以及安装在该母线PT二次端子上的信号取样单元，分别获取被试设备CX的末屏接地电流信号IX和PT二次电压信号，电压信号经过高精度电阻转化为电流信号IN，两路电流信号经过滤波、放大、采样等数字处理，利用谐波分析法分别提取其基波分量，并计算出其相位差和幅度比，从而获得被试设备的绝对介质损耗因数和电容量,其原理如图2-a）所示。6a)测试原理图b)向量图图2绝对测量法7图2-b）是利用PT（CVT）的二次侧电压（即假定其与设备

8、运行电压Un的相位完全相同）作为参考信号的绝对值测量法向量示意图，