介質損耗角正切值的測量陽江華0843031509試驗目的：學習使用QS1型西林電橋測量介質損耗正切值的方法。學問要點：介質損耗：由電導引起的損耗和某些有損極化〔如偶極子極化、夾層極化等〕引起的損引起的能量損耗。損耗角：介質損耗角為功率因數角的余角δ。介質損耗是表征介質溝通損耗的參數〔直流損耗用電導就可表征tgδ部性非貫穿性絕緣缺陷卻不靈敏和不太有效。中性介質的介質損耗主要是電導損耗局部組成。試驗原理：絕緣介質中的介質損耗〔P=ωCu2tgδ〕以介質損耗角δ的正切值(tgδ)來表征,介質損耗角正切值等于介質有功電流和電容tgδ而被廣泛承受，它能覺察下述的一些絕緣缺陷：絕緣介質的整體受潮；絕緣介質中含有氣體等雜質；浸漬物及油等的不均勻或臟污。〔QS1QS1型西林電橋。這種電橋工作電壓為10Kv，電橋面板如圖2-1所示，其工作原理及操作方法簡介如下：⑴．檢流計調諧鈕 ⑵．檢流計調零鈕⑶．C4電容箱〔tgδ〕 ⑷．R3電阻箱⑸．微調電阻ρ〔R3橋臂〕 ⑹．靈敏度調整鈕圖圖2-1QS1西林電橋面板⑺．檢流計電源開關 ⑻．檢流計標尺框⑼．+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/斷開/接通Ⅱ切換鈕⑽．檢流計電源插座 ⑾．接地⑿．低壓電容測量 ⒀．分流器選擇鈕⒁．橋體引出線原理接線圖如圖2-2BC接入標準電容C〔一般C=50pBD由固定的N N無感電阻R和可調電容C并聯組成，橋臂AD接入可調電阻R，對角線AB上接入檢流計G，4 4 3剩下一個橋臂AC就接被試品CX高壓試驗電壓加在CDRC就可使G3 4到達平衡。由電橋平衡原理有：UCAUCBU UAD BD

Z Z即：CA CB即：Z ZAD BD

〔2-1〕各橋臂阻抗分別為：R R Z Z

X Z Z 4CA

1jC RX X

BD 4

1jCR4 41Z Z RAD 3 3

Z Z CB N

jCN將各橋臂阻抗代入式2-？，并使等式兩邊的實部和虛局部別相等，可得：C CX

R4 tgCRR 4 43

〔2-2〕R=10000π=318〔Ωω=10π，因此：4tgδ=C〔μf〕 〔2-3〕4C電容箱的刻度盤上完全可以將C的電容值直接刻度成tgδ值〔實際上是刻度成4 4tδ%〕值，便于直讀。留意：反接線法橋體內為高壓，電橋箱體必需良好接地，電橋引出線應架空與地絕緣。操作時留意安全。儀器設備：電纜TE2023抗干擾介質損耗測試儀試驗接線圖：1、正接接線圖高壓輸出Cx接地高壓輸出Cx接地2、反接接線圖高壓輸出Cx高壓輸出Cx試驗數據：測試電壓(kv)11.52.02.53.05.0測試電流(mA)5.1027.63710.1512.6915.1925.33電容(pF)155001543015440154201540015400介損0.14%0.11%0.11%0.11%0.10%0.10%試驗數據分析：計算平均值得電容Cx=15431.67pF.介質損耗隨電壓變化的曲線如下：介損介損0.15%%gt0.10%0.05%0.00%介損0 2 4 電壓明電纜的絕緣性良好。絕緣電阻R=tgδ/wCx=0.0011167/[2*50*3.14*1.543167*10^(-5)]=0.23Ω介質損耗與材料的化學組成、顯微構造、工作頻率、環境溫度和濕度、負荷大小和作用時間等很多因素有關。

避雷器試驗試驗目的：了解閥型避雷器的種類、型號、規格、工作原理及不同種類避雷器的構造和適用范圍，把握閥型避雷器電氣預防性試驗的工程、具體內容、試驗標準及試驗方法。學問要點：器上的最高工頻電壓。沖擊放電電壓：絕緣介質在沖擊電壓作用下發生擊穿時的電壓。工頻放電電壓：施加于有串聯間隙避雷器兩端使其全部串聯間隙放電的最小工頻電壓的有效值。殘壓：當流過放電電流時保護器指定端的峰值電壓，也可以叫做雷電放電電流通過防雷設備時，其端子間呈現的電壓。工頻續流：避雷器動作后，流過避雷器的工頻電流。切斷比：避雷器的工頻放電電壓下限與滅弧電壓的比值。沖擊系數：同一接地系統在大電流沖擊下呈現的沖擊電阻與工頻電流下的工頻接地電阻的比值一般閥型避雷器閥片熱容量小，磁吹閥型避雷器閥片熱容量較大。一般閥型避雷器只用于限制大氣過電壓用于限制內部過電壓。試驗工程：FS-10型避雷器試驗〔．絕緣電阻檢查〔．工頻放電電壓測試FZ-15型避雷器試驗〔．絕緣電阻檢查〔試驗原理：閥型避雷器分一般型和磁吹型兩類，一般型又分FS型〔配電型〕FZ型〔站用型〕兩種。它們的作用過程都是在雷電波入侵時擊穿火花間隙，通過閥片〔非線性電阻〕泄導雷工頻續流第一次過零時切斷之，避雷器實際工作時的通流時間≯10ms〔半個工頻周期。FS型避雷器的構造最簡潔，如圖4-1所示，由火花間隙和非線性電阻〔閥片〕串聯組成。FZ型避雷器的構造特點是在火花間隙上并聯有均壓電阻〔也為非線性電阻，如圖4-2所示，避雷器的保護性能。非線性電阻的伏安特性式為：U=CIα，其中C為材料系數，α即為非線性系數〔一般型閥片的α≈0.2、磁吹型閥片的α≈0.24、FZ型避雷器因均壓電阻的影響，α0.3～0.4，其伏安特性曲線如圖4-3所示。可見流過非線性電阻的電流越大，FS型避雷器的工作電壓較低〔10k，而FZ型避雷器工作電壓可220kv。FZ型避雷器中的非線性電阻〔均壓電阻和閥片〕的熱容量較FS型為大，因其工作時要長期流過工頻漏電流〔很小、微安級。磁吹型避雷器有FCZ型〔電站用〕和FCD型〔旋轉電機用〕兩種，其構造與FZ型相像，間隙上都有均壓電阻，只是磁吹型避雷器承受FS型和F〔FCFCD〕型避雷器的預防性試驗工程和標準都有很大的不同。依據《電力設備預防性試驗規程FS型避雷器主要應做絕緣電阻檢查和工頻放電電壓試驗，對FZ〔及FCZ、FCD〕型避雷器則應做絕緣電阻檢查和直流泄漏電流及非線性系數的測試。只有在其解體檢修后才要求做工頻放電電壓試驗〔需要特地設備。避雷器其它的預防性試驗還包括底座絕緣電阻的檢查、放電計數器的檢查及瓷套密封性檢查等。避雷器試驗應在每年雷雨季節前及大修后或必要時進展2500v及量程≥2500MΩ的兆歐表。要求對于FS2500MΩ；FZ〔FCZ、FCD〕型避雷器絕緣電阻與前次或同類型的測試值比較，不應有明顯差異。FS型避雷器的工頻放電電壓試驗的合格值如表4-1所列。表4-1 FS型避雷器的工頻放電電壓值：額定電壓〔kv〕 3610工頻放電電 大修 9～11壓〔kv〕 后16～1926～31運行 8～1215～2123～33中FZ4-2所30%。4-2FZ型避雷器的直流泄漏試驗電壓及電導電流值：額定電壓〔kv〕361015203040試驗電壓 U1------8101216〔kv〕 U2461016202432U時電導電流〔μ2U時電導電流〔μ2450～400～600A〕650I%ImaxImin100% 〔4-1〕Imax4-2計算：UlogU2 1 〔4-2〕IIlog2I1同相組合元件的非線性系數差值不應大于0.5。圖4-1FS型避雷器構造及 圖4-2FZ型避雷器 圖4-3非線性電阻的電路示意圖 電路示意圖 伏安特性曲線儀器設備：50/5試驗裝置一套水阻一只高壓硅堆一只濾波電容一只微安表一只電壓表一只高壓靜電電壓表一只FS-10型避雷器一只FZ-15型避雷器一只試驗接線圖：圖4-4 絕緣電阻測試接線圖 圖4-5 FS型避雷器工頻放電試驗接線圖〔a〕微安表接在避雷器處 〔b〕微安表接在試驗變壓器尾端圖4-6 FZ型避雷器工頻放電試驗接線圖試驗步驟：FS-10型避雷器試驗1．絕緣電阻檢查測試接線如圖4-4所示，測試前應把避雷器外表清潔干凈，檢查有無外傷，兩端頭有無120轉/并接于兆歐表的G端，使外表泄露不影響讀數。2．工頻放電電壓測試4-50.7A以下，以避開放電燒壞火花間隙；掌握電路應設電流速斷保護，要求間隙放電后在0.5s內切斷電源。電壓測量可在低壓側進展，并通過變比折算出高壓側電壓，試驗步驟：①檢查接線正確后，接通電源；②合上高壓試驗開關，勻速升壓〔2kv/值，然后將調壓器電壓降至零，斷開高壓試驗開關；③重復步驟②三次，每次間隔時間不小于1min，取三次放電電壓平均值為此避雷器的工頻放電電壓；④切斷電源。FZ-15型避雷器試驗1．絕緣電阻檢查測試方法與測FS型避雷器絕緣電阻時一樣。2．泄漏電流及非線性系數的測試測試接線如圖4-6脈動系數不大于±1.5%0.01～0.1μf的濾波電容CR應使避雷器放電時的放電電流不大于硅堆最大允許電流，應直接測量加在避雷器上的試驗電壓〔一般用靜電電壓表測量，測量準確度應在3級或以上，電導電流可在圖中ABC三處測量，以AC處測量時除避雷器外的其它試驗設備的接地端應接于試驗變壓器的X0.5級或以上，試驗步驟：①檢查接線正確后，接通電源；②合上高壓試驗開關，勻速升壓〔2kv/〕至U，記錄此時的電導電流I，然后繼1 1續勻速升壓至U，并記錄此時的電導電流I，完畢后將電壓降至零，斷開高壓試驗開關，2 2切斷電源；③放電，對濾波電容。一般先通過電阻放電，然后再直接放電并掛上接地線。試驗數據及其分析：1、絕緣電阻的測量測量次數測量次數第一次其次次避雷器型號FS型5000MΩ5000MΩFZ型750MΩ750MΩ取平均值之后得：FS5000MΩ；FZ750MΩ，可見后者較之前者要小得多，這是由于FZ型避雷器火花間隙上并聯有均壓電阻，故所測得的值比FS型要小得多。測量次數第一次其次次第三