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多油断路器介质损耗因素测量方法及规程

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一、引言

多油断路器作为电力系统中的关键设备,其绝缘性能直接影响电网运行安全。介质损耗因数(tanδ)是评估绝缘状态的核心指标,通过测量该参数可有效检测绝缘油老化、受潮及固体绝缘件缺陷。本文依据 DL/T 474.3-2018《现场绝缘试验实施导则 第 3 部分:介质损耗因数和电容测量》等标准,结合现场实践,系统阐述多油断路器介质损耗因素的测量方法及操作规范。

二、测量原理与设备

2.1 基本原理

介质损耗因数(tanδ)反映绝缘材料在交流电场下的能量损耗特性。当绝缘介质存在缺陷(如受潮、老化)时,极化和电导损耗增加,导致 tanδ 值上升。通过测量试品两端电压与电流的相位差,结合标准电容器的参考值,可计算得到 tanδ 和电容量(Cx)。

2.2 主要设备

  1. 高压介损测试仪:精度需满足 ±(1% 读数 + 0.0004),支持异频抗干扰技术(如 45Hz/55Hz),典型型号包括 QS30、AI-6000 等。
  2. 标准电容器:电容值稳定(如 50pF/100pF),介质损耗因数小于 0.01%。
  3. 兆欧表:2500V,用于绝缘电阻预测试。
  4. 温湿度计:精度 ±0.5℃/±2% RH。

三、试验条件与准备

3.1 环境要求

  • 环境温度:不低于 + 5℃,建议在 10℃~40℃范围内测量。
  • 相对湿度:不大于 80%。
  • 天气条件:无雨、无雾,避免强电磁场干扰。

3.2 设备检查

  1. 清洁试品表面(如套管瓷裙、接线端子),去除污秽和水分。
  2. 检查仪器状态:介损测试仪校验有效期不超过 1 年,接线端子无氧化。
  3. 预测试品绝缘电阻:合闸状态下整体绝缘电阻应符合 DL/T 596 要求,分闸状态下套管绝缘电阻不低于 1000MΩ。

3.3 接线准备

  • 反接线方式:适用于多油断路器整体测量,将仪器接地端(E)与断路器外壳连接,高压端(H)接被测套管,标准电容器低压端接地。
  • 正接线方式:用于套管单独测量,试品高压端接仪器 H 端,低压端接 Cx 端,标准电容器与试品并联。

四、测量方法与步骤

4.1 整体测量(合闸状态)

  1. 按反接线方式连接仪器与试品,确保接地可靠。
  2. 设置测试电压:通常为 10kV(绕组电压 10kV 及以上)或额定电压(10kV 以下)。
  3. 记录环境温湿度,启动测试,读取 tanδ 和 Cx 值。
  4. 若 tanδ 超过出厂值的 1.3 倍或电容变化超过 ±5%,需进行分解试验。

4.2 分闸状态套管测量

  1. 断开断路器与外部连接,分闸后对每支套管逐一测试。
  2. 采用正接线或反接线(末屏接地时用正接线),施加 10kV 电压。
  3. 若某套管 tanδ 超标(如 35kV 套管运行中 tanδ>3.5%),需落下油箱或放油复测。

4.3 分解试验

  1. 油箱处理:放油后复测,若 tanδ 下降>3%(DW1-35 型>5%),表明绝缘油或围屏存在缺陷。
  2. 灭弧室检查:卸除灭弧室屏蔽罩,若 tanδ 降至 2.5% 左右,判定灭弧室受潮。
  3. 套管检测:擦净套管表面,若仍异常,按套管标准(GB 50150)判断,必要时更换。

五、数据处理与分析

5.1 温度校正

  • 公式:tanδ(20℃) = tanδ(t) × K^[(20-t)/10],其中 K=1.2~1.25(电容套管)。
  • 示例:t=30℃时 tanδ=0.8%,校正后 tanδ(20℃)=0.8% × 1.2^(-1)=0.67%。

5.2 结果判断

  1. 合格标准
    • tanδ 不超过出厂值的 1.3 倍,且与历年数据无显著变化。
    • 电容值偏差≤±5%,否则需结合绕组变形试验分析。
  2. 异常处理
    • tanδ 超标时,结合绝缘油微水、酸值及色谱分析综合判断。
    • 电容显著变化可能指示套管缺胶、缺油或电容屏短路。

六、安全与质量控制

6.1 安全措施

  1. 试验前充分放电,防止残余电荷伤人。
  2. 设置警示围栏,禁止无关人员进入试验区域。
  3. 使用绝缘工具,确保仪器金属外壳可靠接地。

6.2 质量保证

  1. 仪器校验:每年至少一次,涵盖全量程和高低电压点。
  2. 重复性测试:同条件下测量 3 次,tanδ 偏差≤0.0005,电容偏差≤1%。
  3. 抗干扰措施:采用异频法、选相倒相或远离干扰源(如避雷器、互感器)。

多油断路器介质损耗因素测量是保障设备安全运行的关键环节。通过规范的测试流程、精准的数据处理及科学的结果分析,可有效识别绝缘缺陷,为状态检修提供依据。实际操作中需严格遵循 DL/T 474.3-2018 等标准,结合设备结构特点灵活应用分解试验,同时注重环境因素对测量结果的影响,确保试验数据准确可靠。

介质损耗测试仪

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