5、电容型设备(套管)的试验监测与诊断

主绝缘及电容型套管末屏对地 的tgδ及电容测量
2. 试验接线 2) 已安装于电力设备上的高压套管，
其法兰盘与设备金属外壳直接连接 并接地。测量这些套管的tanδ值 时，首先应将与套管连接的引线或 绕组断开。除末屏经小套管引出 时，可用上述正接法测量外，一般 用反接线法测量，如图所示。
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主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电 容测量
主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电 容测量
3.试验结果判断依据 值得指出的是，判断时，油纸电容型套管的tanδ一般不进行温度换算。 这是因为油纸电容型套管的主绝缘为油纸绝缘，其tanδ与温度的关系 取决于油与纸的综合性能。良好绝缘套管在现场测量温度范围内，其 tanδ基本不变或略有变化，且略呈下降趋势。因此，一般不进行温度 换算。 对受潮的套管，其tanδ随温度的变化而有明显的变化，表列出了现场对 油纸电容型套管在不同温度下的实测结果。可见绝缘受潮的套管的 tanδ随温度升高而显著增大。
在大修后或必要时，预试规程要求对上述5项都进行试验。而对其 中前两项要求每1~3年进行一次试验。
5.2 电容型设备的绝缘预防性试验
试验项目及程序
套管绝缘试验包括以下试验项目 a) 绝缘电阻测量； b) 主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电容量测量； c）110kV及以上电容型套管的局部放电测试； d) 交流耐压试验。
量测量，这两项试验数据正常的情况下方可进行试验电压 较高的局部放电测试和交流耐压试验；交流耐压试验后宜 重复进行局部放电测试或介质损耗及电容量测量，以判断 耐压试验前后试品的绝缘有无变化。 试验后要将试品的各种接线、末屏、盖板等进行恢复。
绝缘电阻测量
使用仪器 2500V绝缘电阻测量仪（又称绝缘兆欧表）
验。 b)升压设备的容量应足够，试验前应确认高压升压等设备功能
正常。 c)所用测量仪器、仪表在检定在效期内，局部放电测试仪及校
准方波发生器应定期进行性能校核。 d)对变压器及电抗器套管进行耐压试验时，其下部必须浸入一
合适的油筒内，注入筒内的油应符合油质试验的有关标准， 并静置后才能进行试验。穿墙或其他形式套管不需要放入油 筒。 e)试验前应保证试品有足够的静置时间，500kV设备静置时间 大于72h，220kV设备静置时间大于48h，,11 0kV及以下设备 静置时间大于24h。
主绝缘及电容型套管末屏对地 的tgδ及电容测量
4. 不拆引线测量变压器套管的介质损耗因数 1)正接线测量法 在套管端部感应电压不很高(<2000V)的情况下，可采用QS1
型西林电桥正接线的方法测量。 此时，由于感应电压能量很小，当接上试验变压器后，感应
电压将大幅度降低。又由于试验变压器入口阻抗Zbr远小于 套管阻抗Zx，故大部分干扰电流将通过Zbr旁路而不经过电 桥，因此，测量精度仍能保证。 值得注意的是，当干扰电源很强时，需要进行试验电源移 相，倒相操作，通过计算校正测量误差，给试验带来不便。 因此，在套管端部感应电压很高时，宜利用感应电压进行测 量。
主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电 容测量
2. 试验接线
高压电容套管的等值电路如图所示。一些部门和单位，在采用西林电桥 测量套管的介质损耗因数时，往往只测电容芯子的介质损耗因数，质 损耗因数。由于初期进水受潮时，潮气和水分只进入末屏附近的绝缘 层，故占总的体积的比例很小，往往反映不出来，给电气设备安全运 行留下隐患。
5.1 概述
二、电容型设备的常见故障
以电容式电流互感器为例，其常见绝缘故障及发生 原因如下表。
5.1 概述
三、常规的停电试验方法
以电容式套管为例，DL/T 596-1996（预试规程）规定的停电试验项 目如下： 1、主绝缘及末屏对地绝缘电阻（用兆欧表，直流电压常为1、2.5或 5KV）； 2、主绝缘及末屏对地绝缘的介质损耗角正切值及电容量（用西林电 桥，施加10KV交流）； 3、油中溶解气体分析； 4、交流耐压试验； 5、局部放电试验。
采用此种接线无需使用试验变压器外施电压，而是利用感应电压作为试 验电源，因并联标准电容器CN仅为50pF，阻抗很大，虽干扰源的能量 很小，但由于去掉了阻抗较低的试验变压器，故套管端部的感应电压无 明显降低。由图可见，整个测试回路仅有eg一个电源，因此，不存在电 源叠加，即电源干扰的问题，这样，不但使电桥操作简单易行，同时也 提高了测量的准确性。
第五章 电容型设备的试验、监测与诊断
方瑞明 博士/教授 Email: fangrm@
5.1 概述
一、电容型设备的构成 电容型设备是重要的输变电设备，包括电力电容器、电容
式高压套管、电容式绝缘电流互感器、电容式电压互感器，耦 合电容器等；
电力电容器大量用于改善功率因数及降低配电损失等目 的，并为输变电设备不可缺少的器件。电容式套管是大型变压 器高压引线绝缘的核心组件。
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主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电 容测量
3.试验结果判断依据 规程中对套管的介损因数测量要求较严，主要原因在于： 1) 易于检出受潮缺陷。目前套管在运行中出现的事故和预防性试验检出的故
障，受潮缺陷占很大比例，而测量tanδ又是监督套管绝缘是否受潮的重 要手段。因此，对套管tanδ要求值规定得严一些有利于检出受潮缺陷。 2) 符合实际。我国预防性试验的实践表明，正常油纸电容型套管的tanδ值 一般在0.4%左右，有的单位对63～500kV的234支套管统计， tanδ没有 超过0.6％的。制造厂的出厂标准定为0.7％，因此运行与大修标准不能严 于出厂标准，所以长期以来， tanδ的要求值偏松。运行经验表明， tanδ大于0.8％者，已属异常。如某电业局一支500kV套管，严重缺油(油 标见不到油面)，绝缘受潮， tanδ只为0.9％，所以只有严一些才符合实 际,也才有利于及时发现受潮缺陷。 鉴于近年来电力部门频繁发生套管试验合格而在运行中爆炸的事故以及电容 型套管的要求值提高到0.8％～1.0％，现场认为再用准确度较低的QS1l型 电桥(绝对误差为≤0.3％)进行测量值得商榷，建议采用准确度高的测量仪 器，其测量误差应≤0.1％，以准确测量小介质损耗因数tanδ。
主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电 容测量
2. 试验接线 右图示出了油纸套管绝缘的tanδ与受 潮时间的关系曲线。由曲线可知，当 受潮120h后，抽压端子和法兰间绝缘 tanδ0(曲线1)比开始受潮时已经增 大许多倍，而导电芯和抽压端子与接 地部分间绝缘的tanδ 1(曲线2)还没 有明显变化。因此，要监视绝缘的开 始受潮阶段，测量tanδ0比测量 tanδ 1要灵敏得多。
主绝缘及电容型套管末屏对地 的tgδ及电容测量
4. 不拆引线测量变压器套管的介质损耗因数 (2)感应电压测量法。当感应电压超过2000V时，可利用感应电压测量变压
器的介质损耗因数，其原理接线图如图所示。
主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电 容测量
4. 不拆引线测量变压器套管的介质损耗因数 (2)感应电压测量法。
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试验项目及程序
试验程序 应在试验开始之前检查试品的状态并进行记录，有影响试验
进行的异常状态时要研究，并向有关人员请示调整试验项 目。 详细记录试品的铭牌参数和出厂参数。 应根据交接或预试等不同的情况依据相关规程规定从上述项 目中确定本次试验所需进行的试验项目和程序。
试验项目及程序
试验程序 一般情况下，应在绝缘电阻测量之后再进行介质损耗及电容
主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电 容测量
1. 使用仪器 电容/介质损耗电桥（或自动测量仪）及标准电容器、升
压装置（有的自动介损测量仪内置10kV用 倒相、移相等抗干扰措施。
主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电
的电容值与出厂值或上一次测量值的差别超出士5％时应查明原因。 通常有以下两种情况： 1) 测得电容型少油设备，如套管的电容量比历史数据增大。此时一 般存在两种缺陷：①设备密封不良，进水受潮，因水分是强极性介 质，相对介电常数很大。而电容与其成正比，水分侵入使电容量增 大。②电容型少油设备如套管内部游离放电．烧坏部分绝缘层的绝 缘，导致电极间的短路。由于电容型少油设备的电容量是多层电极 串联电容的总电容量，如一层或多层被短路，相当于串联电容的个 数减少，则电容量就增大。 2)测得电容型少油设备的电容量比历史数据减小。此时，主要是漏 油，即设备内部进入了部分空气，因空气的介电常数约为1。故使设 备电容量减小。
主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电 容测量
3.试验结果判断依据 (1)根据国内外运行经验，我国《规程》中规定20℃时 tanδ(％)不应
大于表中的数值。
主绝缘及电容型套管末屏对地的tgδ及电 容测量
3.试验结果判断依据 (2)当电容型套管末屏对地绝缘电阻小于1000MΩ时，应测量末屏对地
tanδ，其值不大于2％。 (3)在测量套管的介质损耗因数时，可同时测得其电容值，电容型套管
测量要求 主绝缘的绝缘电阻，电容型套管末屏对地绝缘电阻。
试验结果判断依据 a) 主绝缘的绝缘电阻：110kV以下电压等级的套管一般不 低于5000MΩ，110kV及以上电压等级的套管一般不低于 10000MΩ。 b) 末屏对地的绝缘电阻：应不低于1000 MΩ。
注意事项 试验时应记录环境湿度。某些情况下测量时需要将外绝缘的 几个伞裙进行清洁，或将外绝缘泄漏采取屏蔽措施。
2. 试验接线 还应指出，只测量油纸套管导电芯对抽压或测量端子间的
tanδ，而忽视测量测量端子或抽压端子与法兰间的 tanδ 对发现初期进水、受潮缺陷是不灵的。 如图所示，高压电容套管电容芯子的结构特点是在管形导 电杆外围，交替绕有同心绝缘层与铝箔层，而且都用绝缘 材料固定在法兰根部。测量端子内部引线接至末屏，供测 取套管介质损耗因数及局部放电用。抽压端子内部引线接 至靠近末屏的铝箔层，供测量用。有些老式电容套管，没 有测量端子和抽压端子，电容芯子的末屏由引出线接至法 兰。