浅谈电力设备介质损耗因数高电压下的现场测量

浅谈电力设备介质损耗因数高电压下的现场测量

邱凌枫

（广东电网有限责任公司梅州供电局广东梅州514021）

摘要：随着社会经济的快速发展，人民的生产生活水平的不断提高，对于电力系统也有了更高质量的要求，电力相关开始向大电压，大容量的方向发展，而容性电力设备在于发电厂和变电站等占有很大的比例，而介质损耗因数是用来反映容性电力设备在绝缘状态的重要参数，是电网对于设备的绝缘状态的监测的重要参数。本文就介质损耗因数与电压之间的关系，介绍有关现场测量的方法和注意事项，并对其中的一些问题提出解决策略。

关键词：电力设备；介质损耗因数；现场测量

引言：

在现场进行测量的过程中，一般来讲都是由十千伏逐步增加到容性设备的额定电压，而在设备的交接和电网环境工作的预防中，只进行十千伏电压下的现场测量。电力设备的绝缘因素通常与施加的电压有很大的关系，正确的来反映设备的在不同电压下的介质损耗因数需要在额定电压在进行测量。并且作为电网的重要监督项目，国家要求各地在开展二百二十伏以上的电压测量来保证各地的用电安全。

一、介质损耗因数与现场电压施加的关系

介质损耗因数与现场电压施加关系的测量可以全面的反映出设备的使用情况，在设备良好的情况下，介质损耗因数一般不随着现场电压的升高而升高，但是在设备长时间使用未经管理的情况下，在设备出现气隙或者杂质，或者由于当地的天气原因受潮的情况下，对于现场电压的施加的变化量就比较大，也有一些特定的情况，介质损耗因数tanδ会随着电压的升高而减小，不同设备之间的因数也不同。

（一）良好绝缘环境和设备状态

在设备处于良好状态下并处于良好绝缘的环境中时，介质损耗因数与现场电压的施加关系的比例因数不大，不随着电压的升高而有着明显的变化。只有当现场电压升高到一定幅度之时，才会有着些许的比例变化，对于整体而言不影响其工作效果。并且在保证良好绝缘和设备状态的同时提升或降低电压之时，介质损耗因数曲线最终都将回归到原路径从而不会导致环庄曲线。

（二）绝缘存在气隙，杂质等情况

在现场电压逐步施加的过程中，在未达到局部放电所要求的起始电压值之前，介质损耗因数不会随着现场电压的升高而出现显著的变化。在达到局部放电所要求的起始电压之后，气隙等出现游离状态，介质损耗因数随着现场电压的不断升高而显著增加，在提高现场电压一段时间后开始逐步降低电压值，介质损耗因数还是会随着电压的降低而提升一定量的相同电压时的值，曲线的上升状态和下降状态不会重合，知道现场电压降低到低于局部放电所要求的初始电压之下，一直到低于局部放电的熄灭电压，曲线又开始重合，形成一个闭合的环状曲线。

（三）绝缘老化下的参数

在设备以及电网相关的环境绝缘相对于老化的情况下，介质损耗因数与上一个曲线相似，在现场电压还未达到局部电压所要求的初始电压之前，在气隙还未出现游离状态之前与存在气隙等的设备曲线相同，但是其局部放电电压所要求的初始电压要低得多。

（四）绝缘受潮的情况下

由于设备的工作环境已经绝缘受潮，在现场电压还未提升之前介质损耗因数就已经很大，随着现场电压的升高，介质损耗因数随着电压的升高而增加，但是由于较大的介质损耗因数已经将设备的温度提升到一定程度，当现场电压开始降低的同时，进行介质损耗因数的测量，则会出现介质损耗因数以高于升高电压相同的值来下降，所以来讲介质损耗因数的曲线不会与上升曲线重合，不能形成闭合环状曲线而是形成开口的环状曲线。

（五）在绝缘中富含等离子杂质

对应设备中在绝缘的环境下富含等离子杂质的情况下，介质损耗因数随着电压的身高而出现不同于其他情况的下降状态，但是介质损耗因数的下降并不代表着设备的绝缘性良好，而是因为绝缘劣化到一定程度而出现的反状态，但是要与断路的电容器测量相区分。

二、介质损耗因数在现场高电压情况下的测量

（一）正接测量法

在现场进行测量的要求设备中，只需要提供一个为五十赫兹的高压电源对其进行电压的施加，在配备高电压等级的标准电容器在现场和被测设备搭建成为一个正接的回路，进行介质损耗因数tanδ在现场高电压情况下的测量。

对于一台大电容的耦合电容器进行实测试验，在四十赫兹到四十五赫兹之间采用串级试变的方法进行电压升降，先采用工频电压进行测量，在利用谐振的方法逐步提高现场测量电压的频率，直到提升为五十赫兹，在此基础上进行测量介质损耗因数，说明两者在这个区间的情况下波动很小，便于现场测量。在实际的现场测量中，高压电压由于过于笨重而不能顺利的使用，并且五十赫兹的高压电源抗干扰能力弱，不适合现场不断调控的精密测量目的。可以通过谐振的方式调整出四十到四十五左右赫兹的高压电源，组成一个便利的移动电压，方便现场介质损耗因数的测量，也方便在不断调整过程中的自动控制和抗干扰能力，同时也是最快构建一个符合现场测量标准电压的方法。正接法与反接法在设备的使用区别不大，可以将现场电压由十千伏逐步提升到设备所需的正常工作电压，但是一般情况下只需提升较少的部分。故在现场测量中一般采用正接法测量方式。

（二）现场测量的注意事项

在现场进行介质损耗因数的测量要注意对于自身的防护，现场测量是处于一个高压危险的环境下，对于专业性和心理素质都要求比较高的人员，在试验前要认真检查有关设备。在试验中要结合熟练人员进行分配。在设备的管理中要注意对于日常维护，避免现场出现问题。一些高电压标准的容性设备一般都充满惰性气体来保证其绝缘性，一旦发生气体泄漏，对于人员的安全和设备的绝缘性都会出现不可预知的损失。

要随时注意设备的管理情况，在试验人员中分配两组人员对于设备进行日常管理，一个部分是技术人员的管理安排，在日常的施工管理之中，对于操作施工设备的技术人员的技术审查和技术培训要合理有序的进行下去，对于施工人员的工作进度管理也要分批次的进行。另一个方面就是对施工设备的日常维护管理，对于整个施工设备的性能和日常运行情况施工单位要有一个明确的意识，一旦出现了施工设备的异常要及时联系设备的厂家进行检修。保证设备不断线，还要注意相关测量中使用的带电设备感应电压的影响，当现场测量所使用电压高于五十赫兹的情况下，要使用一些特殊设备进行调整，避免出现干扰，在现场测量下出现电晕情况之时要将测量设备安装均压环和使用大直径的蛇形管作为设备的引线，当试验结束或者出现现场试验的异常要及时中断并进行放电，并对于其进行短路接地，避免出现损失和安全问题。

（三）现场测量所得结论

随着我国国内的高电压设备的实验能力不断增强，对于现场的介质损耗因数测量也会更加的快捷方便，更加的准确安全，对于介质损耗因数的曲线进行研究可以得知，介质损耗因数能够正常的反应设备在高压情况下绝缘状态的变化，现在现场实际测量中油浸式设备比较少，多为电容型还有干式设备，例如电容式电压互感器，干式电流互感器并根据其中的现场测量参数进行判断。

而油浸式设备与一般设备在四十到四十五赫兹情况下与五十赫兹情况下的介质损耗因数基本相同，在一定程度下的电压变化可以保持良好的等效性，根据此为依据，可以对于后续出厂的高电压设备做出介质损耗因数的测量，评估设备的各项参数。

三、结束语

介质损耗因数的测量是为了维护电网安全，保证当地地区人员的正常用电以及当地高电压设备可以正常使用所进行的必备监测步骤。是在电工设备制造，高压电器设备安装之前广泛应用的测量步骤，是有效发现设备出现劣化变质的重要手段。

参考文献：

[1]谢雍燊.浅谈电力设备介质损耗因数高电压下的现场测量[J].电力与电工，2010，30（4）：-.

[2]陈志勇，阎春雨，张建忠.电流互感器高电压介质损耗因数tanδ的测量[J].河北电力技术，2005，24（5）：33-34.

[3]赵李江.电力设备现场介质损耗角正切值（tanδ）测量的准确判断及问题探讨[C]//输配电技术研讨会暨华东六省一市电机工程.2010.

[4]隋文波.调频串联谐振装置用介质损耗因数测量系统研制[D].哈尔滨理工大学，2004.