容性設(shè)備相對(duì)介損及電容量

1、第#章相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值檢測(cè)技術(shù)【本章內(nèi)容提要】本章主要介紹了電容型電流互感器、電容式電壓互感器、耦合電容器和電容型套管等電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)的根本原理,介紹了相對(duì)介損和電容量帶電檢測(cè)儀器的現(xiàn)場(chǎng)操作方法、相關(guān)考前須知和標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)流程, 以及如何應(yīng)用相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值的帶電測(cè)試結(jié)果分析電容型設(shè)備的運(yùn)行狀況.第一節(jié) 相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量檢測(cè)技術(shù)概述 一、開(kāi)展歷程相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量測(cè)量是以設(shè)備絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量測(cè)量方法演變而來(lái),由于介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量和電容量檢測(cè)能夠較好的發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣大局部受潮、整體絕緣缺陷等缺陷而受到廣泛的運(yùn)用.但是由于

2、介質(zhì)損耗因數(shù)和電容獲得需要電氣設(shè)備停電后,給電氣設(shè)備施加一定電壓后測(cè)量,由于是停電工程受到停電周期的限制,而帶電測(cè)試相對(duì)介質(zhì)損耗和電容量比值方法是在設(shè)備正常運(yùn)行條件下開(kāi)展的,擺脫了停電周期的限制.相對(duì)介質(zhì)損耗因?qū)俸碗娙萘勘戎祹щ姍z測(cè)的方法有絕對(duì)法測(cè)量和相對(duì)法測(cè)量,絕對(duì)法測(cè)量的電壓信號(hào)取該電氣設(shè)備上母線PT二次端子的電壓信號(hào),電流信號(hào)為被試設(shè)備末屏接地線或者末端接地線上的電流信號(hào),經(jīng)過(guò)計(jì)算得到上述兩個(gè)電氣設(shè)備參數(shù),但是絕對(duì)法測(cè)量受PT角差及二次負(fù)荷的影響,導(dǎo)致不停電的絕對(duì)法測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確,受到很大的限制.相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)克服了絕對(duì)法測(cè)量的缺點(diǎn),指選擇一臺(tái)與被試設(shè)備并聯(lián)的其它電

3、容型設(shè)備作為參考設(shè)備,通過(guò)測(cè)量在其設(shè)備末屏接地線或者末端接地線上的電流信號(hào),通過(guò)兩電氣設(shè)備電流信號(hào)的幅值比和相角差來(lái)獲取相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量.二、技術(shù)特點(diǎn)電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值的帶電檢測(cè)可以分為絕對(duì)測(cè)量法和相對(duì)測(cè)量法兩種.絕對(duì)測(cè)量法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠直接帶電測(cè)量電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量的絕對(duì)值,與傳統(tǒng)停電測(cè)量的原理和判斷標(biāo)準(zhǔn)都較為類(lèi)似,但由于需要從電壓互感器的二次獲取電壓參考信號(hào),該方法存在以下缺點(diǎn)：(1)測(cè)量誤差較大,主要由于以下幾個(gè)方面造成：PT固有角差的影響.根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電壓互感器的角誤差的容許值的規(guī)定,對(duì)于目前絕大多數(shù)0.5級(jí)電壓互感器來(lái)說(shuō),使用其二次側(cè)電壓作為

4、介損測(cè)量的基準(zhǔn)信號(hào),本身就可能造成±20'的測(cè)量角差,即相當(dāng)于土 0.006的介損測(cè)量絕對(duì)誤差,而正常電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗通常較小,僅在 0.002-0.006 之間,顯然這會(huì)嚴(yán)重影響檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性.PT二次負(fù)荷的影響.電壓互感器的測(cè)量精度與其二次側(cè)負(fù)荷的大小有關(guān),如果PT二次負(fù)荷不變,那么角誤差根本固定不變.由于介損測(cè)量時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的獲取只能與繼電保護(hù)和儀表共用一個(gè)線圈,且該線圈的二次負(fù)荷主要由繼電保護(hù)決定,故隨著變電站運(yùn)行方式的不同,所投入使用的繼電保護(hù)會(huì)作出相應(yīng)變化,故PT的二次負(fù)荷通常是不固定的,這必然會(huì)導(dǎo)致其角誤差改變,從而影響介損測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性.2需要頻繁操作

5、PT二次端子,增加了誤碰保護(hù)端子引起故障的幾率.相對(duì)值測(cè)量法能夠克服絕對(duì)值測(cè)量法易受環(huán)境因素影響、誤差大的缺點(diǎn),由于外部環(huán)境如溫度等、運(yùn)行情況如負(fù)載容量等變化所導(dǎo)致的測(cè)量結(jié)果波動(dòng),會(huì)同時(shí)作用在參考設(shè)備和被試設(shè)備上,它們之間的相對(duì)測(cè)量值通常會(huì)保持穩(wěn)定,故更容易反映出設(shè)備絕緣的真實(shí)狀況；同時(shí),由于該方式不需采用PT CVT二次側(cè)電壓作為基準(zhǔn)信號(hào),故不受到PT角差變化的影響,且操作平安,預(yù)防了由于誤碰PT二次端子引起的故障.三、應(yīng)用情況相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于電容型設(shè)備如：電容型電流互感器、電容式電壓互感器、電容型套管、耦合電容器等絕緣情況的帶電檢測(cè),有效性較高.目前,相

6、對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)方法在河北省電力公司、福建省電力公司等地已作為常規(guī)工程定期開(kāi)展,并通過(guò)該方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)了多例缺陷設(shè)備,積累了由于絕緣受潮、絕緣老化、局部放電等缺陷導(dǎo)致相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值異常的缺陷案例,通過(guò)案例分析,驗(yàn)證了測(cè)量方法的準(zhǔn)確性和有效性.伴隨目前多家測(cè)試儀器廠家研發(fā)儀器日趨成熟,以及測(cè)試人員理論和技能水平的逐步提升,相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)技術(shù)具備了進(jìn)一步擴(kuò)大推廣應(yīng)用的必要條件.第二節(jié) 相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)技術(shù)根本原理 一、介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量的根本知識(shí)電介質(zhì)在電壓作用下, 由于電導(dǎo)和極化將發(fā)生能量損耗,統(tǒng)稱(chēng)為介質(zhì)損耗,對(duì)于良好的絕緣而

7、言,介質(zhì)損耗是非常微小的, 然而當(dāng)絕緣出現(xiàn)缺陷時(shí),介質(zhì)損耗會(huì)明顯增大,通常會(huì)使絕緣介質(zhì)溫度升高,絕緣性能劣化,甚至導(dǎo)致絕緣擊穿,失去絕緣作用.在交流電壓作用下, 電容型設(shè)備絕緣的等值電路如圖4-1所示.流過(guò)介質(zhì)的電流I由電容電流分量 口和電阻電流分量 丫兩局部組成,電阻電流分量 1r就是因介質(zhì)損耗而產(chǎn)生的,電阻電流分量1.使流過(guò)介質(zhì)的電流偏離電容性電流的角度稱(chēng)為介質(zhì)損耗角,其正切值tan反映了絕緣介質(zhì)損耗的大小,并且tan 僅取決于絕緣特性而與材料尺寸無(wú)關(guān),可以較好地反映電氣設(shè)備的絕緣狀況.此外通過(guò)介質(zhì)電容量C特征參數(shù)也能反映設(shè)備的絕緣狀況,通過(guò)測(cè)量這兩個(gè)特征量以掌握設(shè)備的絕緣狀況.(a)等值

8、電路圖；(b)向量示意圖圖4-1電容型設(shè)備絕緣等值電路電容型設(shè)備通常是指采用電容屏絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)備,例如：電容型電流互感器、電容式電40-50%.這些設(shè)備壓互感器、耦合電容器、電容型套管等,其數(shù)量約占變電站電氣設(shè)備的均是通過(guò)電容分布強(qiáng)制均壓的,其絕緣利用系數(shù)較高. 電容型設(shè)備由于結(jié)構(gòu)上的相似性,實(shí)際運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的故障類(lèi)型也有很多共同點(diǎn),其中有：(1)絕緣缺陷(嚴(yán)重時(shí)可能爆炸),包括設(shè)計(jì)不周全,局部放電過(guò)早發(fā)生；(2)絕緣受潮,包括頂部等密封不嚴(yán)或開(kāi)裂,受潮后絕緣性能下降；(3)外絕緣放電,爬距不夠或者臟污情況下,可能出現(xiàn)沿面放電；(4)金屬異物放電,制造或者維修時(shí)殘留的導(dǎo)電遺物所引起.對(duì)于上述

9、的幾種缺陷類(lèi)型,絕緣受潮缺陷約占電容型設(shè)備缺陷的85吐右,一旦絕緣受潮往往會(huì)引起絕緣介質(zhì)損耗增加,導(dǎo)致?lián)舸?對(duì)于電容型絕緣的設(shè)備,通過(guò)對(duì)其介電特性的檢測(cè),可以發(fā)現(xiàn)尚處于早期階段的絕緣缺陷,tan是設(shè)備絕緣的局部缺陷中,由介質(zhì)損耗引起的有功電流分量和設(shè)備總電容電流之比,它對(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣的整體劣化較為靈敏,如包括設(shè)備大局部體積的絕緣受潮,而對(duì)局部缺陷那么不易發(fā)現(xiàn).測(cè)量絕緣的電容C ,除了能給出有關(guān)可能引起極化過(guò)程改變的介質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息(如均勻受潮或者嚴(yán)重缺油)外,還能發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的局部缺陷(如絕緣擊穿),但靈敏程度也同絕緣損壞局部與完好局部體積之比有關(guān).、相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)技術(shù)的根本原理(

10、一)相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)技術(shù)的根本原理電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量帶電檢測(cè)根據(jù)參考相位獲取方式不同可以分為絕對(duì) 測(cè)量法和相對(duì)測(cè)量法兩種,相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值是通過(guò)相對(duì)測(cè)量法得到的.1 .絕對(duì)測(cè)量法絕對(duì)測(cè)量法是指通過(guò)串接在被試設(shè)備Cx末屏(或低壓端)接地線上,以及安裝在該母線PT二次端子上的信號(hào)取樣單元,分別獲取被試設(shè)備Cx的末屏(或低壓端)接地電流信號(hào)Ix和PT二次電壓信號(hào),電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)高精度電阻轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)In,兩路電流信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、放大、采樣等數(shù)字處理,利用諧波分析法分別提取其基波分量,算出其相位差和幅度比,其原理如圖4-2 (a)所示.從而獲得被試設(shè)備的絕對(duì)介質(zhì)損

11、耗因數(shù)和電容量比值,(a)測(cè)試原理圖;母線In圖4-2絕對(duì)測(cè)量法原理示意圖圖 4-2 (b)是利用 PT (CVT)的二次側(cè)電壓(即假定其與設(shè)備運(yùn)行電壓Un的相位完Un和tan麻口電容全相同)作為參考信號(hào)的絕對(duì)值測(cè)量法向量示意圖,此時(shí)僅需準(zhǔn)確獲得設(shè)備運(yùn)行電壓末屏(或低壓端)接地電流IX的基波信號(hào)幅值及其相位夾角a ,即可求得介質(zhì)損耗量C,如式1-1和1-2所示.tan 8 = tan(90(j)°(4-1)Cx=Icos S/coU(4-2)絕對(duì)值測(cè)量法盡管能夠得到被測(cè)電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗和電容量,但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用易受PT(CVT)自身角差誤差、外部電磁場(chǎng)干擾及環(huán)境溫濕度變化的影響.2 .

12、相對(duì)測(cè)量法相對(duì)測(cè)量法是指選擇一臺(tái)與被試設(shè)備Cx并聯(lián)的其它電容型設(shè)備作為參考設(shè)備Cn,通過(guò)串接在其設(shè)備末屏(或低壓端)接地線上的信號(hào)取樣單元,分別測(cè)量參考電流信號(hào)In和被測(cè)電流信號(hào)Ix,兩路電流信號(hào)經(jīng)濾波、放大、采樣等數(shù)字處理,利用諧波分析法分別提取其 基波分量,計(jì)算出其相位差和幅度比,從而獲得被試設(shè)備和參考設(shè)備的相對(duì)介損差值和電容 量比值.其原理如圖 4-3 (a)所示.圖4-3相對(duì)測(cè)量法原理示意圖a測(cè)試原理圖；b向量示意圖圖4-3 b是利用另一只電容型設(shè)備末屏 或低壓端接地電流作為參考信號(hào)的相對(duì)值測(cè) 量法的向量示意圖, 此時(shí)僅需準(zhǔn)確獲得參考電流 In和被測(cè)電流Ix的基波信號(hào)幅值及其相位 夾角

13、“即可求得相對(duì)介損差值A(chǔ) tan麻口電容量Cx/Cn的值,如式4-3和4-4所示. tan 8 = tan-Stan 8 1 = tan-6 2= tan a4-3Cx/Cn=Ix/In4-4相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù) 是指在同相相同電壓作用下,兩個(gè)電容型設(shè)備電流基波矢量角度差的正切值即 tan自.相對(duì)電容量比值 是指在同相相同電壓作用下,兩個(gè)電容型設(shè)備電流基 波的幅值比即 Cx/Cn.二信號(hào)取樣方式及其裝置現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值測(cè)試需要獲得電容型設(shè)備的末屏電容型電流互感器、電容型套管或者低壓端耦合電容器、電容式電壓互感器的接地 電流,但由于電容型設(shè)備的末屏或低壓端大都在其本體上

14、的二次端子盒內(nèi)或設(shè)備內(nèi)部直接接地,難以直接獲取其接地電流,因此需要預(yù)先對(duì)其末屏或低壓端接地進(jìn)行改造,將 其引至容易操作的位置,并通過(guò)取樣單元將其引入到測(cè)試主機(jī).1、信號(hào)取樣單元信號(hào)取樣單元的作用是將設(shè)備的接地電流引入到測(cè)試主機(jī),測(cè)試準(zhǔn)確度及使用平安性是其技術(shù)關(guān)鍵,必須預(yù)防對(duì)人員、 設(shè)備和儀器造成平安傷害. 目前所使用的電容型設(shè)備帶電測(cè) 試取樣裝置主要可以分為兩種, 即接線盒型和傳感器型其中傳感器型還可以分為有源傳感 器和無(wú)源傳感器.1接線盒型電流取樣單元接線盒型取樣單元串接在設(shè)備的接地引下線中,主要功能是提供一個(gè)電流測(cè)試信號(hào)的引出端子并預(yù)防末屏或低壓端開(kāi)路,但沒(méi)有信號(hào)測(cè)量功能,測(cè)試時(shí)需通過(guò)測(cè)試

15、電纜將電流引入帶電測(cè)試儀內(nèi)部的高精度穿心電流傳感器進(jìn)行測(cè)量,如圖4-4所示.該型取樣單元主要由外殼、防開(kāi)路保護(hù)器、 放電管、短接連片及操作刀閘等部件構(gòu)成,其中短連接片和刀閘并 接后串接在接地引下線回路中,平常運(yùn)行時(shí)短連接片和刀閘均閉合,構(gòu)成雙重保護(hù)預(yù)防開(kāi)路,測(cè)量時(shí)先翻開(kāi)連接片并將測(cè)試線接到該接線柱,拉開(kāi)小刀閘即可開(kāi)始測(cè)量.防開(kāi)路保護(hù)器可有效預(yù)防因末屏或低壓端引下線開(kāi)斷或測(cè)量引線損壞或誤操作所導(dǎo)致的末屏或低壓端開(kāi)路,保證信號(hào)取樣的平安性.開(kāi)路保護(hù)器放電管操作刀帽俁護(hù)壓板(a)(b)(c)圖4-4接線盒型取樣單元a內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；b原理圖；c外觀圖接線盒型取樣單元應(yīng)滿足以下要求：1取樣單元應(yīng)采用金

16、屬外殼,具備優(yōu)良的防銹、防潮、防腐性能,且便于安裝固定在被測(cè)設(shè)備下方的支柱或支架上使用;2取樣單元內(nèi)部含有信號(hào)輸入端、測(cè)量端及短接壓板等, 并應(yīng)采用多重防開(kāi)路保護(hù)措施,有效預(yù)防測(cè)試過(guò)程中因接地不良和測(cè)試線脫落等原因?qū)е碌哪┢粱虻蛪憾穗妷荷?保證測(cè)試人員的平安, 且完全不影響被測(cè)設(shè)備的正常運(yùn)行.防開(kāi)路保護(hù)器通常有2個(gè)大功率二極管反向并聯(lián)而成,設(shè)備的末屏或低壓端對(duì)地電壓大于 1V寸,防開(kāi)路保護(hù)器即可發(fā)生作用,把末屏或低壓端接地電壓限位在1V之內(nèi),且可長(zhǎng)期通過(guò)5A以上的工頻電流,同時(shí)可承受 10kA的沖擊電流.3對(duì)于套管類(lèi)設(shè)備的信號(hào)取樣,應(yīng)根據(jù)被監(jiān)測(cè)設(shè)備的末屏或低壓端接地結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì) 和加工與之相匹

17、配的專(zhuān)用末屏 或低壓端引出裝置,并保證其長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的電氣連 接及密封性能.4對(duì)于線路耦合電容器的信號(hào)取樣,為預(yù)防對(duì)載波信號(hào)造成影響,應(yīng)采用在原引下線上直接套裝穿芯式零磁通電流傳感器的取樣方式.5回路導(dǎo)線材質(zhì)宜選用多股銅導(dǎo)線,截面積不小于 4mm并應(yīng)在被測(cè)設(shè)備的末屏或 低壓端引出端就近加裝可靠的防斷線保護(hù)裝置.6取樣單元應(yīng)免維護(hù),正常使用壽命不應(yīng)低于10年.2傳感器型電流取樣單元傳感器型取樣單元可分為無(wú)源傳感器和有源傳感器兩種,均采用穿心式取樣方式, 就近安裝在被測(cè)電容型設(shè)備的末屏或低壓端接地引下線上,該型取樣單元留有標(biāo)準(zhǔn)航空插頭 的插孔,平常運(yùn)行時(shí)插孔有端蓋密封,測(cè)量時(shí)用帶有航空插頭的試驗(yàn)引線

18、將被測(cè)電流信號(hào)變 換成電壓信號(hào),并引入測(cè)試主機(jī)進(jìn)行測(cè)量.無(wú)源電流傳感器.由于激磁磁勢(shì)的存在, 無(wú)源電流傳感器測(cè)量誤差較大,電容型設(shè)備末屏低壓端接地電流通常為毫安級(jí),傳感器的激磁阻抗很小,而且又必須采用穿芯取樣方 式,角度差的微小變化,即可以引起介損值較大的變化,故無(wú)源傳感器通常無(wú)法保證相位變 換誤差的精確度和穩(wěn)定性, 難以滿足介損參數(shù)的測(cè)量要求. 目前該類(lèi)傳感器已逐漸退出應(yīng)用.有源電流傳感器.采用有源零磁通技術(shù)有效提升了小電流傳感器檢測(cè)精度,除了選用起始導(dǎo)磁率較高、損耗較小的特殊合金作鐵芯外,還借助電子信號(hào)處理技術(shù)對(duì)鐵芯內(nèi)部的激磁磁勢(shì)進(jìn)行全自動(dòng)的跟蹤補(bǔ)償,保持鐵芯工作在接近理想的零磁通狀態(tài).有

19、源傳感器能夠準(zhǔn)確檢測(cè)100 dA7000mA范圍內(nèi)的工頻電流信號(hào),相位變換誤差不大于土0.02,并具有極好的溫度特性和抗電磁干擾水平,解決了對(duì)電容型設(shè)備末屏或低壓端電流信號(hào)精確取樣的技術(shù) 難題.目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的傳感器型取樣單元主要以有源型傳感器為主,如圖5所示.傳感器型取樣單元應(yīng)滿足以下要求：1采用穿心結(jié)構(gòu),輸入阻抗低,能夠耐受10A工頻電流的作用以及10kA雷電流的沖擊.2具有完善的電磁屏蔽舉措和先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù),可保證介質(zhì)損耗測(cè)試結(jié)果不受諧0.05%.波干擾及脈沖干擾的影響,絕對(duì)檢測(cè)精度應(yīng)到達(dá)土3具有較好的防潮和耐上下溫水平.4采用即插式標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)計(jì),方便操作.(a)圖4-5有源傳感器型取

20、樣單元a外觀圖；b有源電流傳感器原理3兩種取樣單元的優(yōu)缺點(diǎn)比擬目前電網(wǎng)中常用的取樣單元主要為接線盒型和有源電流傳感器型兩種,它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)如下：1接線盒型取樣單元的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格相對(duì)較低廉價(jià)；受現(xiàn)場(chǎng)電磁場(chǎng)干擾較小；停電例行試驗(yàn)時(shí),可以通過(guò)操作取樣單元內(nèi)的刀閘來(lái)斷開(kāi)接地,而無(wú)需登高翻開(kāi)壓接螺母,操作方便且平安性高；只需要對(duì)儀器主機(jī)器進(jìn)行定期校驗(yàn)即可,無(wú)需對(duì)所有取樣單元進(jìn)行定期校驗(yàn)；電流信號(hào)均采用儀器主機(jī)的內(nèi)置的兩個(gè)高精度傳感器進(jìn)行測(cè)量,測(cè)試誤差可以相互抵消,提升了檢測(cè)的準(zhǔn)確性.2接線盒型取樣單元的缺點(diǎn)：整個(gè)末屏或低壓端接地回路由于串入了刀閘等節(jié)點(diǎn),存在斷路風(fēng)險(xiǎn),給平安運(yùn)行帶來(lái)隱患；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)

21、試時(shí),由于需要操作刀閘斷開(kāi)末屏或低壓端接地,存在操作不當(dāng)造成末屏或低壓端失去接地的風(fēng)險(xiǎn).3有源傳感器型取樣單元的優(yōu)點(diǎn)：穿心電流傳感器套在末屏 或低壓端接地線上,整個(gè)接地回路上無(wú)斷點(diǎn),不會(huì)給設(shè) 備運(yùn)行帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn);現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試接線簡(jiǎn)單明了,操作方便.4有源傳感器型取樣單元的缺點(diǎn)：由于其內(nèi)部采用了放大器等電子元器件,其可靠性及壽命稍差；測(cè)試系統(tǒng)的定期校驗(yàn)較為困難,需要把每一個(gè)取樣單元連同試驗(yàn)儀器都進(jìn)行校驗(yàn),數(shù)量龐大,且傳感器安裝在現(xiàn)場(chǎng)難以校驗(yàn)；相對(duì)于接線盒型,傳感器型取樣單元在接地引下回路無(wú)斷開(kāi)點(diǎn),停電例行試驗(yàn)工作仍然需要登高翻開(kāi)末屏或低壓端接地壓接螺母,較為不便；由于每臺(tái)設(shè)備的接地電流都通過(guò)傳感器進(jìn)行測(cè)

22、量,從而引入了更多的測(cè)量誤差, 降低了測(cè)量的準(zhǔn)確度；帶電測(cè)試結(jié)果異常時(shí), 往往需要首先檢查傳感器是否存在測(cè)量問(wèn)題,影響數(shù)據(jù)分析和故障診斷的效率.2、設(shè)備末屏或低壓端引下方式電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)需要將設(shè)備末屏或低壓端進(jìn)行引下改造,由于各類(lèi)設(shè)備的結(jié)構(gòu)不同,其引下方式也不同.1電容型電流互感器、耦合電容器這兩類(lèi)設(shè)備由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,其末屏引下線方式也較簡(jiǎn)單.直接將末屏接地翻開(kāi), 用雙絞屏蔽電纜引下至接線盒型取樣單元接地或穿過(guò)穿芯電流傳感器接地.2電容式電壓互感器對(duì)于中間變壓器末端X端接地可以翻開(kāi)的情況,應(yīng)選用如圖 4-6 a所示的優(yōu)先方 案,把X端接地翻開(kāi),把電容分壓器的末端

23、N端和X端連接后引下,其優(yōu)點(diǎn)是所有接地 電流均流過(guò)測(cè)試儀器,能夠全面反映設(shè)備絕緣狀況.如果X端接地?zé)o法翻開(kāi),可選用如圖4-6 b所示的備選方法,可以把N端和X端連接翻開(kāi)后,將N端單獨(dú)引下,在這種方式下, 只有大局部電流流過(guò)測(cè)試儀器,另一小局部電流經(jīng)中間變壓器分流入地,對(duì)設(shè)備絕緣狀況的反響不如前者全面.C12(b)備選萬(wàn)案(a)優(yōu)先萬(wàn)案;圖4-6電容式電壓互感器低壓端引下方式(3)電容型套管套管末屏接地一般分為外置式、內(nèi)置式和常接地式,其接地引下改造首先要保證其在運(yùn)行中不會(huì)失去接地.1)外置式.末屏接地引出線穿過(guò)小瓷套通過(guò)引線柱(螺桿)引出,引線柱對(duì)地絕緣, 外部通過(guò)接地金屬連片或接地金屬軟線等

24、于接地部位底座金屬相連,如圖4-7 (a)所示.2)內(nèi)置式.末屏接地引出線穿過(guò)小瓷套通過(guò)引線柱引出,引線柱對(duì)地絕緣,引線柱外加金屬接地蓋或接地帽,引線柱和接地蓋相連,接地蓋直接接地,如圖 4-7 (b)所示.3)常接地式.末屏接地引出線穿過(guò)小瓷套通過(guò)引線柱引出,引線柱對(duì)地絕緣,引線柱 外套有一個(gè)連接有彈簧裝置的金屬套,金屬套與引線柱緊密接觸,運(yùn)行時(shí)金屬套受內(nèi)部彈簧的壓力與套管內(nèi)側(cè)接地金屬法蘭相連,末屏可靠接地,最外部有金屬護(hù)套蓋保護(hù)并密封防潮,如圖4-7 (c)所示.(a)(b)(c)圖4-7常見(jiàn)的變壓器電容型套管末屏結(jié)構(gòu)(a)外置式；(b)內(nèi)置式；(c)常接地式變壓器電容型套管末屏改造主要有

25、兩種方式,一種是對(duì)末屏帽外形加以改裝,將小型化傳感器型取樣單元放置于改裝后的末屏帽內(nèi)制作專(zhuān)用的適配器(如圖 4-9所示).(如圖4-8所示),另一種是對(duì)末屏頭進(jìn)行改造,(a)(b)圖4-8改裝后的末屏帽(a)外觀圖；(b)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖(a)(b)圖4-9套管末屏專(zhuān)用適配器(a)結(jié)構(gòu)示意圖；(b)外觀圖(三)相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)的測(cè)量原理介損的測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)是如何準(zhǔn)確獲得并求取兩個(gè)工頻基波電流信號(hào)的相位差,電容的測(cè)量只要獲取工頻信號(hào)的兩路電流的幅值,由于電容的測(cè)量容易獲得, 主要研究介質(zhì)損耗的求采用硬件方式主要方法是過(guò)零檢取.介質(zhì)損耗數(shù)字化測(cè)量可通過(guò)硬件與軟件兩種方式實(shí)現(xiàn),測(cè)法和過(guò)零電壓比擬法,通過(guò)檢測(cè)

26、電流、電壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間差計(jì)算介質(zhì)損耗角,而過(guò)零電壓比擬法將電流、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為同幅電壓信號(hào)后,根據(jù)兩信號(hào)在過(guò)零點(diǎn)電壓差值、電壓幅值來(lái)計(jì)算相位差.軟件法根本上可以分為諧波分析法、相關(guān)函數(shù)法、高階正弦擬合法和正弦波參數(shù)法.1、過(guò)零點(diǎn)時(shí)差法過(guò)零點(diǎn)時(shí)差法是一種將相位測(cè)量變?yōu)闀r(shí)間測(cè)量的方法.由于經(jīng)電容型電流互感器可測(cè)得反映被試品電流Ix幅值和相位的Ui ,而有TV可測(cè)得反映母線電壓 Ux的Uu,這樣根據(jù)Ui和Uu ,這樣根據(jù)Ui和Uu即可求出被試品的 Cx及tan .采用過(guò)零點(diǎn)時(shí)差法的根本步驟：先'*將Ui和Uu分別在過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)為同幅值的方波I和U ,并將U前移90成U ,再反相成U ；由U與

27、I相加后便可得到反映角的時(shí)間差t.這種方法具有原理簡(jiǎn)單,測(cè)量分辨率高等優(yōu)點(diǎn),但即使用檢測(cè)一個(gè)周期內(nèi)波形過(guò)零點(diǎn)的 方法來(lái)減小硬件電路的固有零點(diǎn)失調(diào),過(guò)零點(diǎn)時(shí)差法對(duì)波形失真度和波形過(guò)零點(diǎn)的依賴性仍然很大,多零的準(zhǔn)確性的要求較高.2、過(guò)零點(diǎn)電壓比擬法過(guò)零點(diǎn)電壓比擬法是測(cè)量?jī)蓚€(gè)同幅值、同頻率正弦波在過(guò)零點(diǎn)附近的電壓差,并由電壓差來(lái)計(jì)算相位差和tan的方法.假設(shè)反映母線線電壓Ux及泄露電流Ix的兩個(gè)同幅值、同頻率正弦電壓信號(hào)分別如式 4-5和4-6所示.Ux Asin t(4-5)I x A2 sin t(4-6)幅值相同,即 A A2 A時(shí),兩信號(hào)的差值電壓可以表示式4-7.u A sin t sin

28、 t 2Asin /2 cos t/2(4-7)當(dāng)處于過(guò)零點(diǎn)處t 0, u Asin ,即： arcsin u/A根據(jù)上述公式,求得兩信號(hào)的相位差后即可算出介質(zhì)損耗因數(shù)tan ,如果2個(gè)正弦波的幅值不等,但t 0的條件能夠滿足,依然可以計(jì)算得出2個(gè)正弦波的相位差,然而在實(shí)際測(cè)量中,t 0的條件是很難滿足的,這種方法只要檢測(cè)電壓過(guò)零附近時(shí)的電壓差,而不 嚴(yán)格要求測(cè)量過(guò)零點(diǎn).在過(guò)零點(diǎn)附近即使測(cè)量點(diǎn)有一定偏差,其差值電壓也不會(huì)有明星的變化.3、正弦波參數(shù)法正弦波參數(shù)法是假設(shè)被測(cè)得電壓、電流信號(hào)都是理想的工頻正弦信號(hào),并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換,將電流、電壓信號(hào)離散化后應(yīng)用一定的算法求得相應(yīng)的正弦波參數(shù),在根據(jù)參

29、數(shù)計(jì)算出i超前u的相位差,進(jìn)而算得介質(zhì)損耗的一種方法.設(shè)流經(jīng)絕緣的電流i t及絕緣兩端電壓 i(t) Imsin t Im cos sin t Imsin cos t Dosin t D1cos t u(t) Um sin t i Um cos i sin t Um sin i cos t Co sin t Ci cos t (4-8 )DoIm cos iDi Imsin iCo Um cos iC1 Umsin i式中：Im、U m 電流、電壓信號(hào)的幅值；i、 u 電流、電壓的初相角.由此可得介質(zhì)損耗因數(shù)如式4-9所示.tan tan 90 i u tan 90 arctan D1 D2a

30、rctan C1co(4-9 )假設(shè)以采樣率fs從某一時(shí)刻開(kāi)始i t和u t采樣,分別得到 M對(duì)采樣值i tj和utj , 其中tj為不同的采樣時(shí)刻,采用最小二乘法來(lái)求取Di、D2、Ci、C2,即擬合信號(hào)與實(shí)際信號(hào)的總體誤差平方和到達(dá)最小.令誤差平方和如式4-io和4-11所示.M 12X Do sin tjDi cos tj i tj(4-io)j oM 12YCo sin tj C1 cos tj utj(4-11)j o為使X、Y最小,那么應(yīng)有下面公式成立由此可建立線性方程組,求解得到d1、D2、Ci、C2,進(jìn)而求出tan .正弦波參數(shù)法應(yīng)用了三角函數(shù)正交性,但是正交性僅在fs和工頻電壓

31、頻率 f整數(shù)倍時(shí)才成立,因此在電網(wǎng)頻率波動(dòng)的時(shí)候下應(yīng)用這種算法,需要相應(yīng)的硬件同步采樣卡.4、高階正弦擬合法高階正弦擬合法是非同步采樣條件下測(cè)量的算法,考慮到實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可能包含直流和諧波分量,所以它以直流分量幅值,基波頻率,基波和諧波分量的幅值和初相角為優(yōu)比對(duì)象,用高階正弦模型來(lái)擬合i , u的采樣數(shù)據(jù).設(shè)被測(cè)量信號(hào)有直流、基波和諧波分量組成,且諧波被限制在M次內(nèi),那么信號(hào)可表示為式4-12 .f tAoAk sin k t(4-12 )k 1式中：A 直流分量；基波頻率；Ak,k k次諧波的幅值和初相角.當(dāng)一采樣周期 Ts對(duì)信號(hào)采用后得到N點(diǎn)離散序列ynf(nTs), n 0,1,2.,N 1

32、,那么擬合的目標(biāo)函數(shù)為式4-13Mf (t) AAk sin(kwt k)(4-13)k 1數(shù)據(jù)擬合可以在某一擬合優(yōu)度下進(jìn)行,一般用數(shù)據(jù)點(diǎn)差值的范數(shù)來(lái)衡量. 正弦擬合法能夠適應(yīng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)的變化, 較好的解決了數(shù)據(jù)采樣頻率和電網(wǎng)頻率白天不的問(wèn)題,且信號(hào)的諧波分量在較大范圍內(nèi)對(duì)計(jì)算準(zhǔn)確性影響較小.5、相關(guān)函數(shù)法經(jīng)采樣,濾波后得到的泄露電流信號(hào)i(t) Imsin( t i),絕緣兩端的電壓信號(hào)u(t) Umsin( t u),當(dāng)兩波形無(wú)延時(shí)時(shí),其自相關(guān)函數(shù)和相互關(guān)函數(shù)如式 4-14、4-15和4-16所示.R(0)1 T一 Im sin wtT 01 T 21 TR(0)出 o Umsin wt

33、dtum(4-14 )(4-15 )u Im sin wtU m1m ccdt cos2cc 1T ,.1T.Ru(0) 0 u(t)i t dt t° Umsin wt(4-16 )式中：T 整周期;R電流信號(hào)的自相關(guān)系數(shù);Ru 電壓信號(hào)的自相關(guān)系數(shù)；Ru 電流和電壓信號(hào)的相關(guān)系數(shù).在實(shí)際算法中,設(shè) N為T(mén)為內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù),那么相關(guān)算法的離散時(shí)間表達(dá)式如式4-17、4-18和4-19所示.1 N 1R 0 i n i n(4-17)N n 0N 11,、Ru 0 -u n u n(4-18 )N n 01 N 1Ru 0 i n u n(4-19 )N n 0由此得出介質(zhì)損耗角如式

34、4-20所示.Ru 0i ua9cos4-202 2 Jr 0 R 0,)通過(guò)上述公式可以看出,相關(guān)函數(shù)法算法簡(jiǎn)單,對(duì)采樣硬件要求較低,看隨機(jī)干擾能.6、諧波分析法諧波分析法是目前最主要的軟件測(cè)量方法之一,其原理是通過(guò)傳感器等裝置分別測(cè)量運(yùn)行電壓和流進(jìn)試品的電流,在將獲得的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),然后采用數(shù)字頻譜分析的方法求出兩個(gè)信號(hào)的基波,進(jìn)而通過(guò)對(duì)基波相位的比擬求出介質(zhì)損耗因數(shù).實(shí)際上滿足狄利克雷條件的電網(wǎng)電壓和流過(guò)設(shè)備絕緣的電流進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解,其表達(dá)式如式4-21和4-22所示.u t U0Uksin k tuk(4-21 )k 1i t10I ksin k tik(4-22)k 1

35、式中：U.、I0 電壓、電流的直流分量；Uk、Ik 電壓、電流的各次諧波幅值；uk,ik 電壓、電流的各次諧波初相角.由此可知,求解電容設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)的關(guān)鍵就在于去除系統(tǒng)諧波干擾的影響,準(zhǔn)確地求得u t , i t的初相角.考慮到實(shí)際獲得的u t、i t是經(jīng)過(guò)離散、量化后的有限長(zhǎng)度的離散周期序列,假設(shè)分別用x n、y n表示,以x n為例,經(jīng)離散傅里葉變換后如4-23所示.X k DFT x nj knx n e N2 kn2 kncos j sinNN(4-23 )Xr kX1 k由此可知2 knx n cosN2 knx n sinN式中：Xr k、X1 k分別為X k的實(shí)部和虛部.可以

36、看出,序列x n的初相角uk如式4-24所示.Xi kuk arctan4-24Xr k同理可以得出i t的初相角,進(jìn)而求其介質(zhì)損耗因數(shù).綜合上述各種算法的特點(diǎn),對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)的過(guò)零點(diǎn)時(shí)差法和過(guò)零點(diǎn)電壓比擬法,測(cè)量精度易受到諧波干擾、 零漂等因素的影響,對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理以滿足測(cè)量條件,會(huì)增加硬件處理環(huán)節(jié)而帶來(lái)設(shè)計(jì)、 累計(jì)誤差等問(wèn)題；高階正弦擬合法由于其自身固有的特點(diǎn),導(dǎo)致計(jì)算量過(guò)大不適合于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),相關(guān)分析法可滿足計(jì)算精度,又可以簡(jiǎn)化硬件的設(shè)計(jì),計(jì)算量也適中,但需經(jīng)濾波消噪環(huán)節(jié)進(jìn)行信號(hào)處理；正弦波參數(shù)法要求整周期采樣,并且無(wú)法克服電網(wǎng)諧波和噪聲帶來(lái)的影響；諧波分析法也要求整周期采樣,但可以預(yù)

37、防因電網(wǎng)高次諧波對(duì)信號(hào)的影響而造成的誤差,由于該算法的這種特點(diǎn),使其能夠滿足實(shí)際系統(tǒng)的要求.三、相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)儀組成及根本原理一儀器的組成及工作原理電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電檢測(cè)系統(tǒng)一般由取樣單元、測(cè)試引線和 主機(jī)等局部組成,如圖4-10所示.取樣單元用于獲取電容型設(shè)備的電流信號(hào)或者電壓信號(hào);測(cè)試引線用于將取樣單元獲得的信號(hào)引入到主機(jī)；主機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理和分析.圖4-10 容性設(shè)備帶電檢測(cè)儀器組成圖4-11為電容型設(shè)備帶電測(cè)試儀的工作原理框圖,被測(cè)電流信號(hào)Ix和In在經(jīng)過(guò)高精度穿心式電流傳感器后,變換為電壓信號(hào),然后通過(guò)自適應(yīng)程控放大器對(duì)其幅度大小進(jìn)行調(diào)理

38、,并經(jīng)過(guò)多級(jí)低通濾波器消除高次諧波分量,最終經(jīng)高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理,通過(guò)全數(shù)字化的諧波分析法求取基波信號(hào)的幅值和相位,從而計(jì)算出相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值等參量.圖4-11電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值帶電測(cè)試儀的工作原理圖(二)儀器應(yīng)具備的主要功能及技術(shù)指標(biāo)1、主要功能在不影響電容型設(shè)備正常運(yùn)行條件下,帶電檢測(cè)電容型設(shè)備的相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值,應(yīng)主要具備以下功能：(1)取樣單元串接在電容型設(shè)備接地線上,應(yīng)具備必要的保護(hù)舉措(如二極管和放電間隙),以預(yù)防意外(如測(cè)量引線斷開(kāi))導(dǎo)致設(shè)備末屏(或低壓端)開(kāi)路,并能夠承受過(guò)電壓的沖擊；(2)測(cè)試儀器提供絕對(duì)測(cè)量

39、法和相對(duì)測(cè)量法兩種測(cè)量模式,現(xiàn)場(chǎng)使用操作靈活、 方便;(3)測(cè)試儀器內(nèi)置大功率蓄電池,充滿電后至少能夠連續(xù)工作4小時(shí)以上；(4)測(cè)試儀器具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、導(dǎo)入 /導(dǎo)出和查詢功能；(5)測(cè)試儀器具備自校驗(yàn)儀功能,測(cè)量時(shí)自動(dòng)發(fā)送工頻小電流校驗(yàn)信號(hào)給兩個(gè)通道的電流傳感器檢查測(cè)試儀是否工作正常、測(cè)試精度是否滿足要求.2、主要技術(shù)指標(biāo) 1)環(huán)境適應(yīng)水平 環(huán)境溫度：-10C+55C; 環(huán)境相對(duì)濕度：0%- 85% 大氣壓力：80kPa110kPa.(2)性能要求電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值帶電測(cè)試系統(tǒng)的性能指標(biāo)需滿足表4-1要求.表4-1相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值帶電測(cè)試系統(tǒng)性能指標(biāo)檢測(cè)參婁測(cè)量范

40、圍測(cè)量誤差要求電流信號(hào)1mA 1000mA± 標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù) X0.5%+0.1mA電壓信號(hào)3V 300V土(標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù) X0.5%+0.1V)相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)-11土(標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)絕對(duì)值X 0.5%+0.001 )電容量比值100pF50000pF土(標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)X 0.5%+1pF)第三節(jié) 相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)及診斷方法 一、檢測(cè)方法(一)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)滿足的要求1、人員要求(1) 熟悉電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值帶電測(cè)試的根本原理、診斷程序和缺陷定性的方法,了解電容型設(shè)備帶電檢測(cè)儀器的工作原理、 技術(shù)參數(shù)和性能,掌握帶電檢 測(cè)儀的操作程序和使用方法；(2) 了解各類(lèi)電容型設(shè)備的結(jié)

41、構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、運(yùn)行狀況和設(shè)備故障分析的根本知識(shí)；(3) 接受過(guò)電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值帶電測(cè)試的培訓(xùn),具備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試水平；(4) 具有一定的現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn),熟悉并能?chē)?yán)格遵守電力生產(chǎn)和工作現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)平安治理規(guī)定.(5) 帶電檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)設(shè)專(zhuān)人監(jiān)護(hù).監(jiān)護(hù)人應(yīng)由有帶電檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)任,拆裝取樣單元接口時(shí),一人操作,一人監(jiān)護(hù).對(duì)復(fù)雜的帶電檢測(cè)或在相距較遠(yuǎn)的幾個(gè)位置進(jìn)行工 作時(shí),應(yīng)在工作負(fù)責(zé)人指揮下,在每一個(gè)工作位置分別設(shè)專(zhuān)人監(jiān)護(hù).帶電測(cè)試人員在工作中應(yīng)思想集中,服從指揮.2、平安要求(1) 應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家電網(wǎng)安監(jiān) 2021664號(hào)?國(guó)家電網(wǎng)公司電力平安工作規(guī)程(變電局部)試行?的相關(guān)要求；

42、帶電檢測(cè)過(guò)程中,根據(jù)安規(guī)要求應(yīng)與帶電設(shè)備保持足夠的平安 距離.(2) 應(yīng)有專(zhuān)人監(jiān)護(hù),監(jiān)護(hù)人在檢測(cè)期間應(yīng)始終行使監(jiān)護(hù)責(zé)任,不得擅離崗位或兼職其他工作；(3) 預(yù)防設(shè)備末屏(或低壓端)開(kāi)路.取樣單元引線連接牢固,符合通流水平要求；試驗(yàn)前應(yīng)檢查電流測(cè)試引線導(dǎo)通,情況；測(cè)試結(jié)束保證末屏(或低壓端)可靠接地.(4) 從電壓互感器獲取二次電壓信號(hào)時(shí)應(yīng)預(yù)防短路.(5) 帶電檢測(cè)測(cè)試專(zhuān)用線在使用過(guò)程中,嚴(yán)禁強(qiáng)力生拉硬拽或擺甩測(cè)試線,預(yù)防誤碰帶電設(shè)備.3、檢測(cè)條件要求(1) 被試設(shè)備已安裝取樣單元,滿足帶電測(cè)試要求；(2) 雨、雪、大霧等惡劣天氣條件下預(yù)防戶外檢測(cè),雷電時(shí)嚴(yán)禁帶電測(cè)試；(3) 被測(cè)設(shè)備外表應(yīng)清潔

43、、枯燥；(4) 采用相對(duì)測(cè)量法時(shí),應(yīng)注意相鄰間隔對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響,記錄被試設(shè)備相鄰間隔帶電與否.4、檢測(cè)周期要求(1) 110 (66) kV及以上電壓等級(jí)的電容型設(shè)備投運(yùn)后一個(gè)月內(nèi)進(jìn)行一次相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值的帶電測(cè)試,記錄作為初始數(shù)據(jù)；(2) 110 (66) kV及以上電壓等級(jí)的電容型設(shè)備帶電測(cè)試每1-2年測(cè)試一次；(3) 必要時(shí).(二)參考設(shè)備的選擇選擇適宜的參考設(shè)備對(duì)于電容型設(shè)備帶電檢測(cè)至關(guān)重要,應(yīng)遵循以下原那么：1、采用相對(duì)值比擬法,基準(zhǔn)設(shè)備一般選擇停電例行試驗(yàn)數(shù)據(jù)比擬穩(wěn)定的設(shè)備；2、宜選擇與被試設(shè)備處于同一母線或直接相連母線上的其它同相設(shè)備,宜選擇同類(lèi)型電容型設(shè)備；如同一

44、母線或直接相連母線上無(wú)同類(lèi)型設(shè)備,可選擇同相異類(lèi)電容型設(shè)備；3、雙母線分裂運(yùn)行的情況下,兩段母線下所連接的設(shè)備應(yīng)分別選擇各自的參考設(shè)備進(jìn)行帶電檢測(cè)工作；4、選定的參考設(shè)備一般不再改變,以便于進(jìn)行比照分析.(三)現(xiàn)場(chǎng)帶電檢測(cè)流程及考前須知1、工作前準(zhǔn)備(1)工作前應(yīng)辦理變電站第二種工作票,并編寫(xiě)電容型設(shè)備帶電檢測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、現(xiàn)場(chǎng)平安限制卡和工序質(zhì)量卡；(2)試驗(yàn)前應(yīng)詳細(xì)掌握被試設(shè)備和參考設(shè)備歷次停電試驗(yàn)和帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)、歷史缺陷、家族性缺陷、不良工況等狀態(tài)信息；(3)準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)工作所使用的工器具和儀器儀表,必要時(shí)需要對(duì)帶電檢測(cè)儀器進(jìn)行充電.2、測(cè)試前準(zhǔn)備(1)帶電檢測(cè)應(yīng)在天氣良好條件下進(jìn)行,確認(rèn)空氣

45、相對(duì)溫度應(yīng)不大于 80%環(huán)境溫度不低于5C,否那么應(yīng)停止工作；(2)選擇適宜的參考設(shè)備,并備有參考設(shè)備、被測(cè)設(shè)備的停電例行試驗(yàn)記錄和帶電檢測(cè)試驗(yàn)記錄；(3)核對(duì)被試設(shè)備、參考設(shè)備運(yùn)行編號(hào)、相位,查看并記錄設(shè)備銘牌；(4)使用萬(wàn)用表檢查測(cè)試引線,確認(rèn)其導(dǎo)通良好,預(yù)防設(shè)備末屏或者低壓端開(kāi)路；(5)開(kāi)機(jī)檢查儀器是否電量充足,必要時(shí)需要使用外接交流電源.3、接線與測(cè)試(1) 將帶電檢測(cè)儀器可靠接地,先接接地端再接儀器端,并在其兩個(gè)信號(hào)輸入端連接好測(cè)量電纜；(2) 翻開(kāi)取樣單元,用測(cè)量電纜連接參考設(shè)備取樣單元和儀器In端口,被試設(shè)備取樣單元和儀器Ix端口.根據(jù)取樣單元盒上標(biāo)示的方法,正確連接取樣單元、測(cè)

46、試引線和主機(jī),預(yù)防在試驗(yàn)過(guò)程中形成末屏或低壓端開(kāi)路；(3) 翻開(kāi)電源開(kāi)關(guān),設(shè)置好測(cè)試儀器的各項(xiàng)參數(shù)；(4) 正式測(cè)試開(kāi)始之前應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)試,當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定時(shí),停止測(cè)量,并記錄、存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)；如需要,可重復(fù)屢次測(cè)量,從中選取一個(gè)較穩(wěn)定數(shù)據(jù)作為測(cè)試結(jié)果；(5) 測(cè)試數(shù)據(jù)異常時(shí),首先應(yīng)排除測(cè)試儀器及接線方式上的問(wèn)題,確認(rèn)被測(cè)信號(hào)是否來(lái)自同相、同電壓的兩個(gè)設(shè)備,并應(yīng)選擇其他參考設(shè)備進(jìn)行比對(duì)測(cè)試.4、記錄并撤除接線(1)測(cè)試完畢后,參考設(shè)備側(cè)人員和被試設(shè)備側(cè)人員合上取樣單元內(nèi)的刀閘及連接壓板.儀器操作人員記錄并存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)、溫度、空氣濕度等信息；(2)關(guān)閉儀器,斷開(kāi)電源,完成測(cè)量；(3)撤除測(cè)試電纜,

47、應(yīng)先拆設(shè)備端,后拆儀器端；(4)恢復(fù)取樣單元,并檢查保證設(shè)備末屏或低壓端已經(jīng)可靠接地；(5)撤除儀器接地線,應(yīng)先拆儀器端,再拆接地端.5、其它考前須知(1)采用同相比擬法時(shí),應(yīng)注意相鄰間隔帶電狀況對(duì)測(cè)量的影響,并記錄被試設(shè)備相鄰間隔帶電與否；(2)采用相對(duì)值比擬法,帶電檢測(cè)單根測(cè)試線長(zhǎng)度應(yīng)保證在15米以內(nèi).(3)對(duì)于同一變電站電容型設(shè)備帶電檢測(cè)工作宜安排在每年的相同或環(huán)境條件相似的月份,以減少現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度和空氣相對(duì)濕度的較大差異帶來(lái)數(shù)據(jù)誤差.二、診斷方法電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值帶電檢測(cè)屬于微小信號(hào)測(cè)量,受現(xiàn)場(chǎng)干擾等多種因素的制約,其準(zhǔn)確性和分散性與停電例行試驗(yàn)相比都較大,因此不能簡(jiǎn)單

48、通過(guò)閾值判斷設(shè)備狀態(tài)容易造成誤判, 應(yīng)充分考慮歷史數(shù)據(jù)和停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比擬和橫向比擬,對(duì)設(shè)備狀態(tài)做出綜合判斷.1、縱向比擬對(duì)于在同一參考設(shè)備下的帶電測(cè)試結(jié)果,應(yīng)符合?電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(試行)的相關(guān)要求,如表1所示.表4-4?電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(試行)中關(guān)于電容型設(shè)備帶電檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)被試設(shè)備測(cè)試工程要求電容型套管電容型電流互感器電容式電壓互感器耦合電容器相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)(1)正常：變化量W 0.003(2)異常：變化量? 0.003且w 0.005(3)缺陷：變化量? 0.005電容量比值(1)正常：初值差超(2)異常：初值差5%且20%(3)缺陷：初值差20%2、橫向比擬

49、(1) 處于同一單元的三相電容型設(shè)備,其帶電測(cè)試結(jié)果的變化趨勢(shì)不應(yīng)有明顯差異;(2) 必要時(shí),可依照公式 4-25和4-26,根據(jù)參考設(shè)備停電例行試驗(yàn)結(jié)果,把相對(duì)測(cè)量法得到的相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量比值換算成絕對(duì)量,并參照 Q/GDW 168?輸變電設(shè) 備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程?中關(guān)于電容型設(shè)備停電例行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(如表 4-5所示),判斷其絕緣 狀況；tan X =tan( xSn)+ tan n0(4-25)Cx0 =Cx/CnXCn0(4-26)其中：tan 8 xo 換算后的被試設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)絕對(duì)量；tan 8 no 參考設(shè)備最近一次停電例行試驗(yàn)測(cè)得的介質(zhì)損耗因數(shù)；tan(x3/)：帶電測(cè)試獲

50、得的相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)；Cxo 換算后的被試設(shè)備電容量絕對(duì)量；Cno參考設(shè)備最近一次停電例行試驗(yàn)測(cè)得的電容量；Cx/Cn 帶電測(cè)試獲得的相對(duì)電容量比值.表4-5?輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程?中關(guān)于電容型設(shè)備停電試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備類(lèi)型要求電容型電流互感器固體絕緣或油紙絕緣1 .電容量初值差不超過(guò)土 5% 警示值；2 .介質(zhì)損耗因數(shù)tan B滿足下表要求注意值Um (kV)126/72.5252/363>550tan B<0.008<0.007<0.006聚四氟乙烯纏繞絕緣：W 0.005電容式電壓互感器變壓器電容型套管1 .電容量初值差不超過(guò)土 2% 警示值2 .介質(zhì)損耗因數(shù)：

51、0.005 油紙絕緣注意值；w 0.0025 膜紙復(fù)合注意值1 .電容量初值差不超過(guò)土 5% 警示值2 .介質(zhì)損耗因數(shù)符合以下要求：500kV 及以上w 0.006 注意值；其他注意值：油浸紙：& 0.007;聚四氟乙烯纏繞絕緣： 0.005;樹(shù)脂浸紙：工 0.007;樹(shù)脂粘紙膠紙絕緣：0.015耦合電容器1 .電容量初值差不超過(guò)土 5% 警示值；2 .介質(zhì)損耗因數(shù)：膜紙復(fù)合w 0.0025,油浸紙w 0.005 注意值3 對(duì)于電容式電壓互感器,受其電磁單元結(jié)構(gòu)及參數(shù)等因素影響,測(cè)得的介質(zhì)損耗差值可能較大,可通過(guò)歷次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合比擬,根據(jù)其變化趨勢(shì)做出判斷；4 數(shù)據(jù)分析還應(yīng)綜合考慮

52、設(shè)備歷史運(yùn)行狀況、同類(lèi)型設(shè)備參考數(shù)據(jù),同時(shí)參考其他帶電測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果, 如油色譜試驗(yàn)、紅外測(cè)溫以及高頻局部放電測(cè)試等技術(shù)手段進(jìn)行綜合 分析.第四節(jié) 典型相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量比值檢測(cè)案例分析1.【案例1】某220kV電流互感器典型案例分析1案例概述2021年8月4日,在對(duì)某220kV變電站電流互感器開(kāi)展相對(duì)介損電容量帶電檢測(cè)時(shí),發(fā)現(xiàn)212單元A相電流互感器相對(duì)介損值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同單元B、C兩相,但電容量未發(fā)現(xiàn)異常；油色譜數(shù)據(jù)顯示總?cè)己繃?yán)重超標(biāo),并有乙快出現(xiàn)；解體后發(fā)現(xiàn)電容屏上出現(xiàn)X蠟.該電流互感器根本參數(shù)：型號(hào)：LB9-220W ;額定電流比：2X 600/1A;出廠日期：2005年7月6日；投

53、運(yùn)日期：2005年12月21日.2帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)分析212單元ABC三相電流互感器相對(duì)介損電容量歷年帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4-6.表4-6212單元電流互感器帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)試驗(yàn)時(shí)間基準(zhǔn)單元試驗(yàn)數(shù)據(jù)A相B相C相2021-8-42130.0256/1.00690.003/0.9923-0.0002/0.99432021-7-212130.001/0.99890.001/0.99450.0005/0.9975被測(cè)212單元及基準(zhǔn)213單元?dú)v史停電數(shù)據(jù)見(jiàn)表4-7.表4-7歷史停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)單元試驗(yàn)時(shí)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)A相B相C相2132021-10-110.00265/789.5pF0.00289/793.6pF0.00

54、262/785.6pF2122021-10-120.00285/796pF0.00275/788.5pF0.00278/782.3pF1縱向分析. 212單元 A相2021年帶電測(cè)試相對(duì)介損值較 2021年增長(zhǎng)為 0.0256-0.001=0.0246 ,變化量超過(guò) 0.005,到達(dá)缺陷標(biāo)準(zhǔn).電容量變化1.0069-0.9989/0.9989=0.8% ,電容量未見(jiàn)異常.2橫向分析.B、C相兩年的帶電測(cè)試數(shù)據(jù)較穩(wěn)定,但A相相對(duì)介損值有較明顯的增長(zhǎng),與B、C相變化趨勢(shì)明顯不同.3對(duì)相對(duì)值進(jìn)行換算.參考基準(zhǔn)單元停電例行試驗(yàn)結(jié)果,將帶電測(cè)試結(jié)果換算到絕對(duì)量,其中介損為0.0256+0.00265=0.02825 ,