1、培訓科目2電流互感器介質損耗角正切值tan 8的測試JN18-2-2-04【模塊描述】本模塊介紹電流互感器介質損耗角正切值 tan 8的測試方法和技術要求。通過 測試工作流程的介紹， 掌握電流互感器介質損耗角正切值 tan 8測試前的準備工作和相關安 全、技術措施、測試方法、技術要求及測試數據分析判斷。【正文】一、測試目的電流互感器介質損耗角正切值tan 8的測試能靈敏地發現油浸鏈式和串級絕緣結構電流互感器絕緣受潮、劣化及套管絕緣損壞等缺陷，對油紙電容型電流互感器由于制造工藝不 良造成電容器極板邊緣的局部放電和絕緣介質不均勻產生的局部放電、端部密封不嚴造成底部和末屏受潮、電容層絕緣老化及油的介

2、電性能下降等缺陷，也能靈敏地反映。所以介質損耗角正切值tan 8是判定電流互感器絕緣介質是否存在局部缺陷、氣泡、受潮及老化等的重 要指標。二、測試儀器、設備的選擇tan 8的測試可選用 QSl型高壓西林電橋或數字式自動介損測試儀。所選儀器必須符合高壓介質損耗測試儀通用技術條件DL/T962要求，并按期進行校驗，保證其測量準確性。三、危險點分析及控制措施1 .防止高處墜落應使用專用絕緣梯上下，在電流互感器上作業應系好安全帶。 對220kV及以上電流互感 器，需解開高壓引線時，宜使用高處作業車或高處檢修作業架，嚴禁徒手攀爬電流互感器。2 .防止高處落物傷人高處作業應使用工具袋，上下傳遞物件應用繩索

3、拴牢傳遞，嚴禁拋擲。3 .防止人員觸電拆、接試驗接線前，應將被試設備對地充分放電，以防止剩余電荷、感應電壓傷人及影響測量結果。試驗儀器的金屬外殼應可靠接地，儀器操作試驗人員必須站在絕緣墊上或穿絕緣鞋操作儀器。測試前應與檢修負責人協調，不允許有交叉作業。 四、測試前的準備工作1 . 了解被試設備現場情況及試驗條件查勘現場，查閱相關技術資料，包括該設備歷年試驗數據及相關規程等，掌握該設備運行及缺陷情況。2 .測試儀器、設備準備選擇合適的QSl型高壓西林電橋、標準電容、操作箱、10kV升壓器或數字式自動介質損耗測試儀、測試線、溫濕度計、放電棒、接地線、梯子、安全帶、安全帽、電工 常用工具、試驗臨時安

4、全遮欄、標示牌等，并查閱測試儀器、設備及絕緣工器具的檢定證書 有效期。3 .辦理工作票并做好試驗現場安全和技術措施向其余試驗人員交代工作內容、帶電部位、現場安全措施、現場作業危險點，明確人員分工及試驗程序。五、現場測試步驟及要求一油浸鏈式和串級式電流互感器電容量及tan 8的測試鏈式結構電流互感器一次和二次繞組互相垂直，一次和二次繞組上都包著油紙絕緣，二次繞組絕緣各占主絕緣的一半，絕緣包扎不能保證連續性，易產生間隙，使電場不均勻， 故主要適用于35kV的互感器。鏈式結構電流互感器一、二次繞組之間和對地電容較小，所 以高壓對地電容對測量影響較大。鏈式電流互感器結構，如圖 ZY1800503002

5、-1所示。nlB圖ZY1&OO5O3W2-1棉式電流空述器維域治梅率I一次引鏤3aL 2一主姐； 3一執境ifl： 4一主曼城/J_次境ifl1 .測試接線油浸鏈式和串級結構電流互感器現場測試時，可按一次對二次繞組采用高壓電橋正接線測量，也可按一次對二次繞組及外殼采用高壓電橋反接線測量。采用正接線時，橋體處于低壓，屏蔽接地，對地寄生電容影響小，測量準確，操作安全 方便，適用于電流互感器一、二次間絕緣測量和判斷。在測量時，一次短接后接高壓，二次 短接后接電橋G端，電流互感器外殼接地。采用正接線測試tan 8的原理接線如圖ZY1800503002-2 所示。采用反接線時，橋體處于高壓，高壓

6、電極及引線對地寄生電容影響大，尤其對電容較小的試品。反接線可以反映電流互感器一次對二次及地的絕緣狀況，對電流互感器套管內外壁和絕緣支架的絕緣狀況反映也較靈敏。測量時一次繞組短接后接電橋G端，二次各繞組短接后接地，電流互感器外殼接地。采用反接線測試tan 8的原理接線如圖 ZY1800503002-3所示。圖ZY1800503002-2電流正整翱采用正接續幽試館面的歐理接技理圖ZY 1800503002-3電流互感器來用 反接線測成的原理接線說2 .測試步驟將電流互感器外殼接地，使用放電棒對電流互感器繞組放電接地，拆除一次、二次連接線，一次、二次繞組分別短接。按圖ZY1800503002-2或圖

7、ZY1800503002-3進行接線。檢查 G芯線和屏蔽層是否相碰、檢查高壓引線對地距離、電橋是否可靠接地。如使用QSl西林電橋還應檢查分流器、檢流計、 靈敏度和 R擋位和狀態。如使用自動電橋應檢查接線方式、測試電壓、頻率等的設置是否 正確。檢查接線無誤后，從零升至測試電壓進行測試測試完畢后，對數字式電橋應先將高壓降到零，斷開高壓開關，讀取測試數據，切斷電橋電源，對被試品放電接地。 對QSI西林電橋, 測試完畢后先將高壓降到零，立即切斷電源，讀取測試數據，對被試品放電接地?；謴碗娏骰ジ衅饕?、二次連接線。二電容型電流互感器電容量和tan 8的測試電容型電流互感器一 次繞組有u型和吊環型倒 立式兩

8、種，主要適用于 llOkV及以上的電流互感 器。U型主絕緣包在一次繞 組，倒立式相反。U型地電 屏也稱末屏在最外層， 倒立式相反。主屏層數隨 電壓增高而增加，llOkV 一 般6層，220kV10層，對高 電壓電流互感器，為了均 勻電場，主屏之間設置端 屏，500kV一般為4個主屏、 30個端屏。電容型電流互 感器結構原理，如圖 ZYl800503002-4 所示。1 .主絕緣電容量和 tan 8的測試1測試接線。用苫Y1E0050300&4電容型電流互修器結構原理圖I- 次燒承 ?一電容屏：3二次陵挈及蚊芯，1工瓊國發.煤EN值好里鼬雕意圖ZY1800 5 03002-5電容型電流互

9、感器 主維緣電容量和的棚試接線圖電容型電流互感器主絕緣測量一般采用正接線，測試一次繞組和末屏之間的tan 8和電容量。在測試時，一次繞組短接后接高壓，電流互感器末屏接電橋G端，二次繞組短接后接地，電流互感器外殼接地。測試電壓為1OkM主絕緣電容量和 tan 8的測試接線，如圖ZYl800503002-5 所示。2測試步驟。將電容型電流互感器外殼接地，對互感器繞組放電接地，拆除一次連線，一次繞組短接，二次繞 組短接后接地，打開末屏接地線，將電橋Cx端與末屏相連接，高壓引線接至一次繞組，取下接地線。 檢查接線無誤后，從零升至測試電壓進行測試，測 試完畢后對數字式電橋應先將高壓降到零，斷開高壓開關，

10、讀取測試數據，切斷電橋電源，對被試品 放電接地。對QSl西林電橋，測試完畢后先將高壓 降到零，立即切斷電源，讀取測試數據后，將被試品放電接地?；謴碗娏骰ジ衅饕?、二次連 接線，特別注意末屏接地引線的恢復。3 .末屏對地電容量和 tan 8的測試電容型電流互感器進水受潮以后，水分一般沉積在底部，最容易使底部和末屏絕緣受潮。采用反接線測量末屏對地的tan 8和電容量能靈敏地發現電容型電流互感器主絕緣早期受潮故障。規程規定：如絕緣電阻小于1000M時，應進行末屏對地 tan 8和電容量的測試。1測試接線。采用反接線測量末屏對地的tan 8和電容時，在末屏與油箱座之間加壓，測試時施加電壓一般可取22.5

11、kV。打開末屏接地線，將電橋CX端與末屏相連接，將一次繞組短接后接到電橋的“ E”端屏蔽，二次繞組短接后接地。末屏對地電容量和tan 8;的測試接線如圖ZY1800503002-6所示，其中G為主絕緣；G為末屏對地絕緣：8為末屏引出線。2測試步驟。將互感器外殼接地，電流互感器一次繞組對地放電接地，一次繞組短接后并接到電橋的圖Z容型電流互感器末屏 對地電容量和的方的測試接線圖“E”端屏蔽，二次繞組短接后接地，打開末屏 接地線，將電橋 。端與末屏相連接。取下接地 線。檢查接線無誤后，從零升至測試電壓進行測 試，測試完畢后，對數字式電橋應先將高壓降到 零，斷開高壓開關，讀取

12、測試數據，切斷電橋電 源，對被試品放電接地。 對QS1西林電橋，測試 完畢后先將高壓降到零， 立即切斷電源，讀取測 試數據，對被試品放電接地?；謴碗娏骰ジ衅饕?、 二次連接線，特別注意末屏接地引線的恢復。3.主絕緣高壓介損和電容量測試在防止電力生產重大事故的二十五項重點要求中，要求進行電流互感器的高壓介損測量。油紙電容型tan 8 一般不進行溫度換算，當 tan 8值與出廠值或上一次試驗值比較有 明顯增長時，應綜合分析 tan 8與電壓的關系。良好絕緣的tan 8不隨電壓的升高而明顯增加，假設絕緣內部有缺陷，則其 tan 8將隨試驗電壓的升高而明顯增加，通過高壓電容量和 介損測試可繪制tan 8

13、與電壓的曲線，以便進一步分析絕緣缺陷的性質，更靈敏地發現互感 器絕緣內部的缺陷。1測試接線。主絕緣高電壓電容量和介損測試采用正接線，測試一次繞組和末屏之間的tan 8和電容量。測試時一次繞組短接后接高壓，電流互感器末屏接電橋G端，二次繞組短接后接地，電流互感器外殼接地，標準電容CN采用外附高壓標準電容，一般高壓標準電容電容量遠大于低壓標準電容電容量，因為測試電壓為10kVUm/J3,為保證Z4橋臂的壓降小于1V,并能承受流過標準電容的電流，故在 Z4橋臂并聯一無感電阻 R 以減少Z4橋臂的阻抗，并聯R后Z4橋臂標準電阻為 Rb, Rb的阻值一般為1000/兀或100/ u ,其測試接 線如圖Z

14、Yl800503002-7所示。2測試步驟。將電容型電流互感器外殼接地，對互感器繞組，放電接地，拆除一次連線，一次繞組短接，二次繞：.組短接后接地，打開末屏接地線，將電橋C端與末屏相連接，高壓引線接至一次繞組和標準電容高壓端，標準電容下法蘭接地。采用QSl西林電橋測試，應在標準電容低壓端和地之間接入并聯電阻凡，取下接地線。檢查接線無誤后，tan從零升至測試電壓進行測試，測試電壓lOkVUm/J3,升壓過程中在多點電壓下測試8值，讀取測試數據：降壓過程中在相應各點電壓下測試tan 8值，讀取測試數據。測試完畢后，將高壓降到零，立即切斷電源，將被試品放電接地。 恢復電流互感器一、 二次連接線， 特

15、別注意末屏接地引線的恢復。4.變頻諧振升壓法主絕緣高電壓電容量和介損測試簡介主絕緣高電壓電容量和介損測試，除以上工頻試驗變壓器升壓法外，便攜式變頻諧振升壓法在現場也得到應用，解決了電流互感器現場高壓介損測量電源的問題。變頻諧振升壓法利用電流互感器與電抗器阻抗的不同性質，利用串聯諧振原理獲得高電壓，使高壓電源體積大大減小?，F場應用時，電抗器上采用多抽頭方式，感抗盡量接近互感器的容抗，以便回路盡量工作在 50Hz左右。變頻諧振升壓法原理接線如圖 ZY1800503002-8 所示。 六、測試注意事項80 % ,互感器本體及環境溫度不低于+5 C的條件ZY1800503002-8受領諧振升壓法原理接

16、級圖1測試應在良好的天氣，濕度小于 下進行。2互感器外表臟污、潮濕時， 應采取擦拭和烘干等措施以減少外表 泄漏電流的影響。互感器電容量較小 時，加屏蔽環會影響電場分布，不宜采用。3測試前，應先測試被試品的 絕緣電阻，其值應正常。4互感器附近的木梯、架構、引線等所形成的雜散損耗，會對測量結果產生較大影響，應予拆除。高壓引線與被試互感器的角度應盡量大，盡量遠離被試品法蘭，有條件時高壓引線最好自上部向下引到試品，以免雜散電容影響測量結果，同時注意電場、磁場干擾。5電橋本體用截面較大的裸銅導線可靠接地。被試電流互感器外殼可靠接地，電橋 本體應直接與被試互感器外殼或接地點連接且盡量短。6在測量電流互感器

17、末屏介質損耗和電容量時，所加電壓不得超過該末屏的承受電 壓。七、測試結果分析及報告編寫一測試結果分析1.測試標準及要求1交接試驗時，對電壓等級為35kV及以上的電流互感器進行介質損耗角正切值tan 8。測量電壓為 10kV, tan 8值不應大于表 ZY1800503002-1中數據。 表ZY1800503002-1交接試全時電流互感器 tan 8 (%)限值額定電壓設備種類20-35kV66-110kV220kV330-500kV油浸式電流互感器2.50.80.60.5注硅脂及其他干式電流互感器0.50.50.5-油浸式電流互感器末屏2注：此表主要適用于油浸式電流互感器。SF6氣體絕緣和環氧

18、樹脂絕緣結構電流互感器不適用，注硅脂等干式電流互感器可以參照執行。2預防性試驗時，電流互感器tan 8%值不應大于表 ZY1800503002-2中的數值,且與歷年數據比較，不應有顯著變化。表ZY1800503002-2預防性試驗時電流互感器tan 8%限值電壓等級kV20 3566100220330500大修后油紙電容型-1.00.70.6充油型3.02.0-P膠紙電容型2.52.0-運行中油紙電容型1.00.80.7充油型3.52.5-；膠紙電容型3.02.5-油浸式電流互感器末屏23狀態檢修試驗時，請參照輸變電設備狀態檢修試驗規程Q/GDW188-2008執行。表ZY1800503002

19、-3狀態檢修時電流互感器tan 8%限值額定電壓72.5/160 kV252/363kV>500kV固體絕緣或油紙絕緣tan 8<0.8<0.7<0.6聚四乙烯纏繞絕緣工 0.5電流互感器末屏< 1.54電容式電流互感器主絕緣為油紙絕緣，油紙絕緣的介質損耗與溫度的關系取決于 油與紙的綜合特性。油屬于非弱極性介質，其損耗隨著溫度升高而增大。紙屬于極性介 質，其損耗在-4060 c內隨著溫度升高而減少。根據電流互感器油與紙的綜合特性，介質 損耗變化很小，所以一般不進行溫度換算。但是，當受潮時電流互感器介質損耗隨著溫度升 高而明顯增大。2、測試結果分析tans和電容量不

20、應超過規程規定值，測試數據與原始值相比不應有顯著變化，一般應 小于30%復合外套干式電容型TA、SRTA的介損值參考制造廠。1油浸鏈式和串級式電流互感器由于電流互感器等效電容很小，易于受電場干擾，利用倒相法等方法測得的數據應進行計算分析。判斷絕緣狀況時應采用正接線測試值，因為P=Uco Ctan 8 ZY1800503002-1式中P 功率損耗，WU測試電壓，V;角頻率；tan 介質耗角正切值；c被試品等效電容，F,即八 S,、C= 一ZY1800503002-2d式中-介電系數，F/m；S電容器極板面積，m2;d電容器極間距離，m;根據式Z1和式ZY18005030

21、02-2得出2 S 、P= U tan ZY1800503002-3d人們一般將tan 稱作為損耗因數。功率損耗P的大小直接與介質的和tan 8的乘積成正比。在反接線時，因互感器的等效電容很小，高壓對地電容影響較大，高壓對地主要 是空氣，空氣的介電系數近似為1,空氣的tans = 0.1 , tans = 0.1損耗因數很小，可稱作小損耗因數。在小損耗因數影響下，根據式ZY1800503002-4可以看出，由于 C的存在且G ta n 8 1,即C1tan 1c2 tan 2 r、tan = 12 ZY1800503002-4Ci C2式中C 1互感器一次對空氣等效電容，pF;tanS 1一互

22、感器一次對空氣介質損耗角正切值；C2互感器一次對二次等效電容，pF;tan :互感器一次對二次介質損耗角正切值。正接線測試時屏蔽接地，一次雜散電容C1被屏蔽掉，消除了小損耗因數的影響，所以分析和判斷時，應采用正接線測量更容易發現絕緣故障。2電容型電流互感器。1電容型電流互感器受潮缺陷。電容型電流互感器因結構原因受潮后，水分容易沉積 在底部，隨著受潮程度的加深，水分逐漸沿著主絕緣外表往上部和內部發展，根據受潮程度不同表現如下：一是，電流互感器輕度受潮時，主屏介質損耗變化小，末屏對地絕緣電阻較低、末屏對地介質損耗增大。二是，電流互感器嚴重進水受潮時，末屏絕緣電阻進一步降低、末屏介質損耗進一步增大。

23、主屏介質損耗變化不明顯，如水分滲透到端屏，主屏介質損耗變化較明顯。三是，電流互感器深度受潮時，主屏介質損耗增大，末屏絕緣電阻更低、末屏介質損耗更大。2利用tan 8與電壓的關系曲線分析判斷電流互感器絕緣狀況。GB50150-2006規定：當對電流互感器絕緣性能有疑心時，可采用高壓法進行試驗，試驗電壓在0.51Umj3范圍內。在進行電容型電流互感器tan 8分析時，不僅要看絕對值，還要看不同試驗電壓下的tan 8變化值。電流互感器絕緣良好時，在一定電壓范圍內tan 8 一般隨著電壓升高變化很小，如圖 ZYl800503002-9 a所示。絕緣有缺陷時tan 8變化則較顯著，絕緣受潮介質損耗增加使

24、絕緣溫度增高，造成 tan 8迅速加大，電壓下降時由于介質損耗增大導致介質發熱，使損耗增加而不能回到原來響應電壓下的tan 8數值，如圖 ZYl800503002-9 b所示。在絕緣產生局部放電時，tan 8不隨電壓升高，當到達局部放電起始電壓時tan 8急劇增加，當電壓下降到局放熄滅電壓時，曲線重合。熄滅電壓越低，絕緣局部缺陷越嚴重。絕 緣產生氣隙局部放電的 tanS=fU曲線如圖ZYl800503002-9 c所示。電流互感器主絕緣含有離子型雜質會造成隨著試驗電壓升高tan 8下降的情況，在交流電場下，隨著電場的加強，離子運動速度加快，離子在紙層間或油中的遷移被阻攔，表現在電流上為有功分量

25、波形畸變，有功電流波形畸變后超前電壓一個角度，使 tan 8減小。一般為制造和檢修質量問題，多為干燥不徹底，潮氣浸入絕緣內部，或油被污染等情況造成的，如圖 ZY1800503002-9d所示。圖ZY1800503002-9 電流互感器tan/與電壓的關系(a里蛛艮好勺的函曲或絕觀堂型時的山15-汽5任線:3高壓電容量和介質損耗測試時并聯電阻Rb和tan 8及電容量Cx的計算。擴大量程10倍n=10時，Rb=1000/兀，R仄tan 8及電容量 Cx的計算式為R=R/n-1=3184/10-1=3538ZY1800503002-5tan 8 =tan 8 b/nCX=Cxb/n式中R 4： Z4橋臂標準電阻10000/兀，Q;R 4b R與R并聯后的阻值，Q;tan Sb并聯電阻后的介損值，%;C