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介質(zhì)損耗測試儀幫助提高介質(zhì)損耗準(zhǔn)確度

介質(zhì)損耗測試儀幫助提高介質(zhì)損耗準(zhǔn)確度
介質(zhì)損耗是絕緣介質(zhì)在交流電場作用下的能量損失。在一定的電壓和頻率下,反映絕緣介質(zhì)內(nèi)單位體積中能量消耗的大小,它與介質(zhì)體積尺寸大小無關(guān)。數(shù)值上為介質(zhì)中的電流有功分量與無功分量的比值,它的大小用介質(zhì)損失角的正切值tgδ表示,是一個無量綱的數(shù)。 
用介質(zhì)損失角的tgδ來判斷電氣設(shè)備的絕緣狀況是一種傳統(tǒng)的、比較靈敏有效的方法。絕緣能力的下降直接反映為介損增大,進(jìn)一步就可以分析絕緣下降的原因,如絕緣受潮、絕緣油受污染、老化變質(zhì)等等。 
1、介質(zhì)損耗產(chǎn)生的原因 
由復(fù)合材料絕緣體的等值電路圖(下圖)可分析得出,凡是帶有電阻性的電路,其能量的轉(zhuǎn)變是以能量消耗的形式出現(xiàn);而帶有電容電路中能量的轉(zhuǎn)變是以能量儲存的形式出現(xiàn),能量并沒有消耗,在一定條件下又可進(jìn)行轉(zhuǎn)換被釋放出來。所以能量被損耗的是電阻電路的那一部分,稱為有功分量;電容電路中被儲存的那一部分,稱為無功分量,能量并沒有消耗。向量圖如下: 
2、介質(zhì)損失的物理意義 
在交流電路中,電壓的大小和方向是隨時間的變化而變化的。這個變化的過程,意味著介質(zhì)在電場的作用下產(chǎn)生極化,即產(chǎn)生電荷的積累、消失、偶極子極化方向的改變以及它們之間的相互摩擦等,這個過程都會發(fā)生能量消耗;加上電容并非“理想電容”,對電容性電路充電也回發(fā)生能量損耗。所以,無論絕緣介質(zhì)的絕緣性能多么好,在交流電場作用下,都會發(fā)生能量的消耗。也就是說,任何絕緣介質(zhì)都存在損耗,只是大小不同而已。 
3、介質(zhì)損失角δ的意義 
由向量圖可以看出,δ的正切值為電路中有功分量與無功分量之比,有功部分越大,則δ越大;有功部分越小,則δ越小。因此,可以利用δ的大小來反映有功分量的大小,即反映出介質(zhì)損耗的大小。在一定頻率下的交流電場中,當(dāng)某一定電壓施加給某一絕緣介質(zhì),某損耗與tgδ成正比,tgδ能反映介質(zhì)的損耗特性,故δ稱介質(zhì)損耗角。 
4、提高測量tgδ值準(zhǔn)確度的方法 
在現(xiàn)場測試tgδ值時,由于被試物受電場、磁場、表面泄漏的影響,使得測試tgδ很困難,往往由于這些干擾的作用,使得tgδ值不真實。同時,被試品絕緣材料、結(jié)構(gòu)不同,環(huán)境和運行狀況溫度不同,tgδ值受溫度的影響也很大。因此,要在測試中正確得出tgδ值,必須排除外界各種因素干擾,將不同溫度下的tgδ值進(jìn)行換算,以獲得真實被試品tgδ值,為判斷被試品絕緣提供準(zhǔn)確的依據(jù)。 
4.1 除電場干擾 
(1)屏蔽法。此法只適于試品體積小的設(shè)備(如變壓器套管)。在試驗中,將試品用金屬罩或金屬網(wǎng)罩住,并將金屬網(wǎng)罩接入屏蔽E或地,使干擾電流不流經(jīng)測量系統(tǒng),只進(jìn)入屏蔽或直接入地,這樣可使tgδ不受外界電場影響。 
(2)倒相法。將試驗電源的選取輪流由A、B、C三相分別選擇,并且每相又在正反兩種極性下測出試品介損值tgδ1和tgδ2,在三相中選取tgδ1和tgδ2中差值*小的一組,然后取其平均值作為試品的tgδ近似值。這種的試驗結(jié)果是近似的,其近似程度與二者相位有關(guān),所以比較**的方法是移相法。 
(3)移相法。由于干擾電源一定時,干擾電源的相位也是一定的,我們采用移相器使試驗電源進(jìn)入被試品中的電流是可變的,調(diào)節(jié)移相器,使被試品中的電流與干擾電源電流同同相或反相即可使測得的tgδ與真實值一致;反相再測一次,取其平均值。此法與倒相法相比,倒相法每次倒相一次只能將試驗電源相位移相120°,而移相法則可利用移相器使電源從0°~360°范圍內(nèi)變化,所以倒相法是移相法的一種特例。 
4.2 除表面泄露 
當(dāng)試品電容量較小且表面受潮臟污時,消除表面泄漏對tgδ值的影響是很重要的,一般在現(xiàn)場試驗時,用軟裸金屬線或金屬片緊貼試品表面繞成屏蔽環(huán)并與電橋的屏蔽相接,使表面泄漏電源不經(jīng)橋臂而直接引回電源。屏蔽環(huán)的裝設(shè)應(yīng)盡量靠近被試品的接線端,以減小對原電場分布的改變。 
4.3 消除磁場干擾 
在試驗前,先檢查是否有磁場干擾。為了減小干擾,通常使電橋遠(yuǎn)離干擾源, 
5、tgδ結(jié)果的分析 
除了電磁干擾及溫度對tgδ測量有影響外,試驗電壓、試品電容對tgδ的影響也是存在的,tgδ與介質(zhì)溫度、濕度、表面臟污、缺陷體積大小有關(guān)。對tgδ的分析,可判斷絕緣普遍受潮、絕緣油或固體有機絕緣材料普遍老化。通過tgδ與試驗電壓關(guān)系曲線,還可判定絕緣介質(zhì)中是否存在較多氣隙。
 
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