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变压器绝缘介质损耗检测

绝缘介质损耗检测
绝缘介质在交流电压作用下,会在绝缘介质内部产生损耗,这些损耗包括绝缘介质极化产生的损耗、绝缘介质沿面放电产生的损耗和绝缘介质内部放电产生的损耗等。

绝缘介质内部产生损耗,造成施加在绝缘介质上的交流电压和电流之间的功率因数角不再是90°。

功率因数角的余角称为介质损失角,并用tgδ来表示绝缘系统电容的介质损耗特性。

用tgδ来表示相对的介质损耗因数的大小,它与绝缘介质几何尺寸无关,便于比较和判断不同结构变压器的绝缘性能。

1、变压器tgδ绝缘测试的特性
1)变压器绝缘良好时,外施电压与tgδ之间的关系近似一水平直线,且施加电压上升和下降时测得的tgδ值是基本重合的。

当施加电压达到某一极限值时,tgδ曲线开始向上弯曲。

2)如果绝缘介质工艺处理得不好或绝缘介质中残留气泡等,则绝缘介质的tgδ比良好绝缘时要大。

同时,由于工艺处理不好的绝缘介质在很低电压下就可能发生局部放电,所以,tgδ曲线便会较早地向上弯曲,且电压上升和下降时测得的tgδ值是不相重合的。

3)当绝缘老化时,绝缘介质在低电压下的tgδ也有可能比良好绝缘时要小,但tgδ开始增长的电压较低,即tgδ曲线在较低电压下即向上弯曲。

4)绝缘比较容吸潮,一旦吸潮,tgδ就会随着电压的上升迅速增大,且电压上升和下降时测得tgδ值不相重合。

5)当绝缘存在离子性缺陷时,tgδ曲线随电压升高曲线向下弯曲,即tgδ随电压升高反而变小。

2、变压器油tgδ增大的原因及绝缘受潮的判断
1)油中浸入溶胶杂质。

变压器在出厂前残油或固体绝缘材料中存在着溶胶杂质;在安装过程中也可能再次浸入溶胶杂质;在运行中还可能产生溶胶杂质。

油的介质损耗因数正比于电导系数,油中存在溶胶粒子后,由电泳现象(带电的溶胶粒子在外电场作用下有定向移动的现象,叫做电泳现象)引起电导系数,可能超过介质正常电导的几倍或几十倍,因此,tgδ值增大。

胶粒的沉降,使胶溶粒子在各层面上的浓度不同,越接近容器底层浓度越大。

这就是变压器上层介质损耗因数小,下层介质损耗因数大的原因。

2)油的粘度偏低使电泳电导增加而使介质损耗因数增大。

有些油的粘度、比重、闪点等都在合格范围内,但总的来说是偏低点。

在同一污染情况下,粘度、比重、闪点都偏低的油更容易受到污染,这是因为粘度低的油很容易将固体材料中的尘埃迁移出来。

使油单位体积中的溶胶粒子含量增高的原因所致。

3)热油循环使油的带电趋势增加而引起介质损耗因数增大。

变压器现场安装后,要进行热油循环干燥。

出厂的新油,其带电的趋势很小,但经过热油循环之后的油,油的带电趋势就会不同程度地增加。

而油的带电趋势与其介质损耗因数有密切关系。

油的带电趋势增加,会引起油的介质损耗因数增大。

这就是有时候热油循环为什么时间越久介质损耗因数越大的原因。

4)微生物细菌感染。

变压器在安装和大修过程中,苍蝇、蚊虫和细菌类生物的侵入所造成的。

在现场对变压器进行吊罩时,发现有一些蚊虫附着在绕组表面上。

微小虫类、细菌类、霉菌类生物等,它们大多数生活在油的下部沉积层中。

污染的油中水分、空气、碳化物、有机物、各种矿物质及微细量元素,这就促使菌类生物的生长。

变压器运行时的温度又适合微生物的生长,温度对油中微生物生长及油的性能影响很大。

环境条件对油中微生物的增长有直接关系,而油中微生物的数量又决定了油的电气性能。

微生含有丰富的蛋白质,其本身就是胶体性质。

因此,微生物对油的污染是微生物胶体的污染。

而微生物胶体都带有电荷,直接电导增大,所以导电损耗也增大。

5)油中的含水量增加,引起介质损耗因数增大。

纯净水从理论上讲,含水量很低(一般在30×10-6 ~40×10-6),对油的值影响不大。

当油中含水量较高时,才有十分明显影响。

其含水量的体积分数大于60×10-6时,介质损耗因数tgδ急剧增加。

有时油中的含水量很小,而介质损耗值仍较高。

这是因为油中的微小溶胶粒子仍然存在。

它通过滤机难以除掉。

遇到这种情况,可用硅胶或801吸附剂等进行处理,可收到良好的效果。

3、变压器tgδ绝缘测试的要求
电力设备预防性试验规程DL / T596—1996中规定,电力变压器tgδ测值应满足以下要求:
1)20℃时tgδ不大于下列数值:
330 ~ 500kV 0.6%
66 ~ 220kV 0.8%
35kV及以下 1.5%
2)tgδ值与历年数值比较不应有显著变化(一般不大于30%)。

3)对非被试绕组应接地或屏蔽。

4)对同一变压器各绕组tgδ的要求值相同。

5)测量时以油顶层温度为准,并应尽量使每次测量时的温度相近,同时要求尽时在油温低于50℃时进行。

6)不同温度下测得的值,按DL / T596—1996规定的换算公式进行换算,换算后再进行比较。

tgδ2 = tgδ1×1.3[(t2– t1) / 10]
式中tgδ2、tgδ1——分别为t2、t1时的tgδ值。

油浸变压器正情况下在10 ~ 40℃范围内,tgδ增长较慢;温度高于40℃,则tgδ的增长加快。

为了比较不同温度下的介质损耗因数值tgδ,GB / T6451—1995国家标准规定了不同温度t下测量的tgδ换算到标准温度20℃时的tgδ20的换算公式,
当t>20℃时,
tgδ20 = tgδ1 / A
当t<20℃时
tgδ20 =A tgδ1
式中 A为换算系数,见下表
tgδ换算系数。

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