变压器绝缘介质损耗检测.doc

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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
温差（℃）
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
换算系数A
1.15
1.30
1.50
1.70
1.90
2.20
2.50
3.00
3.50
4.00