程勇 劉珍 徐涵璐 楊攀

摘 要：介質(zhì)損耗角正切值tan δ是用來表征套管絕緣性能好壞的一個重要參數(shù)，在實際試驗過程中，偶爾會出現(xiàn)tan δ為負的狀況，嚴重妨礙了試驗人員對套管絕緣性能的判斷?；诖耍榻B了電容型套管介損試驗要求，分析了幾個關(guān)鍵因素的影響，而后結(jié)合110 kV余姚變某進線穿墻套管介損試驗值為負值的具體情況，依據(jù)試驗等效電路和相量圖，詳細分析了濕度對套管介損測量值的影響，并提出了幾點建議。

關(guān)鍵詞：電容型穿墻套管;末屏;正接線;tan δ;套管架

0? ? 引言

穿墻套管是安裝在變電站或配電室中，用于連接戶內(nèi)、外設(shè)備的一種高壓電氣設(shè)備，起著絕緣與支撐作用[1-2]。它的絕緣狀況對于電網(wǎng)的安全可靠運行至關(guān)重要，而介質(zhì)損耗因數(shù)角正切值tan δ和電容量的測量是判斷套管絕緣性能的一個重要試驗項目。由于套管體積較小，電容量一般也就幾百pF，因此測量套管tan δ值可以較為靈敏地反映出其絕緣劣化、受潮、電容層間短路、漏油以及其他局部缺陷[3-4]。

1? ? 試驗要求

高壓電容型穿墻套管一般帶有末屏，在進行介質(zhì)損耗試驗時，不僅需要測量導電桿對末屏的介損，必要時還需進行末屏對地的介損試驗。實踐證明，套管在運行初期，潮氣和水分總是先進入電容層最外層，測量末屏對地的介損對反映套管初期進水受潮是十分靈敏的。因此，電氣試驗相關(guān)規(guī)程規(guī)定，電容型高壓套管介質(zhì)損耗因數(shù)tan δ需滿足表1所示要求;而當末屏對地絕緣電阻小于1 000 MΩ時，需測量末屏對地的tan δ，其值不應(yīng)大于2%[5]。

2? ? 干擾因素

2.1? ? 接線方式的影響

穿墻套管介損試驗接線主要有正接法和反接法兩種，如圖1所示。對于絕緣良好的電容型套管，正接法測得的tan δ值會比反接法測得的tan δ值偏小或接近。而對于絕緣性能較差的，兩種接線方式所得結(jié)果差異較為明顯，反接線較正接線測得的tan δ值會偏大一些。一般對帶有末屏的電氣設(shè)備，都會采用正接線方式進行測量。

2.2? ? 溫度的影響

溫度對介損影響較大，一般來說，穿墻套管的tan δ值會隨溫度升高而變大。實際測試時，由于設(shè)備溫度變化不一，為便于比較分析，試驗結(jié)果一般需換算至20 ℃下的tan δ值，且應(yīng)盡可能選擇在10～30 ℃的范圍內(nèi)進行試驗[5]。

2.3? ? 濕度和臟污的影響

試品受潮臟污后，套管表面會產(chǎn)生泄漏電流，使得正接線測得的tan δ值偏小，反接線測得的tan δ值偏大。因此在進行套管介損試驗時，應(yīng)盡可能選擇在濕度不大于65%的環(huán)境下進行，濕度較大或臟污嚴重時，應(yīng)采取表面清潔、干燥等措施消除缺陷后再進行試驗。但不可采用加裝屏蔽環(huán)的方式，這樣會改變套管表面的電場分布，導致試驗數(shù)據(jù)失真[2]。

2.4? ? 電場干擾

當被試套管周圍有帶電設(shè)備時，套管與帶電部分之間會形成耦合電容，從而在試品上產(chǎn)生一干擾電流，此電流會改變橋臂間的平衡，造成tan δ值偏大或偏小。一般來說，正接線的抗干擾能力比反接線強，在實際工作中多采用正接線方式。

2.5? ? 磁場干擾

當測量儀靠近大電流母線、電抗器、阻波器等漏磁通較大的設(shè)備時，可能會受到磁場干擾，因此在實際測量過程中，應(yīng)盡量遠離帶電設(shè)備。

2.6? ? “T型”網(wǎng)絡(luò)干擾

前面已提到，套管電容一般就幾百皮法，試驗時套管附近的設(shè)備、基礎(chǔ)構(gòu)架、梯子、試驗人員、導線、車輛等均會產(chǎn)生雜散電容，改變套管周圍的電場分布，影響試驗結(jié)果的準確性。因此在試驗過程中，應(yīng)盡量使套管周圍無雜物，試驗人員應(yīng)盡可能遠離被試套管。

3? ? tan δ負值分析

2019年5月，在110 kV余姚變綜合大修期間，需更換某110 kV進線穿墻套管。在新套管安裝前，試驗人員對三相套管進行了介質(zhì)損耗試驗，試驗結(jié)果如表2所示，發(fā)現(xiàn)A相套管tan δ測量值為負值。在排除了設(shè)備、接線、環(huán)境等因素影響后，試驗人員認為可能是套管受潮引起。在對套管表面進行清潔、干燥處理數(shù)次后，tan δ值恢復(fù)正常。

下面從理論角度來簡要分析濕度對套管介損的影響，圖2給出了套管介損試驗的簡化等值電路和相量圖。

圖2中，R1和R2為套管表面的分布電阻，C1和C2為套管電容層間的分布電容，C12為電容層與套管表面的等效電容，Ce1和Ce2為雜散電容，R3為電橋可變電阻，IN為標準電容所在橋臂電流。從圖中可以看出，當套管表面臟污或濕度較大時，套管表面會產(chǎn)生較大的泄漏電流而出現(xiàn)分流現(xiàn)象。在分流電流I12的作用下，tan δ測量值就會變小，嚴重時就會出現(xiàn)零值或負值現(xiàn)象。

在變電站中，一般都是利用絕緣繩索將套管懸吊起來進行介損試驗。但近期我單位在對3個新購入的穿墻套管進行交接試驗時，發(fā)現(xiàn)三相套管tan δ測量值均為負值。在排除了溫濕度、臟污、電磁場等因素的影響后，我們認為絕緣繩索同樣會改變套管周圍的電場分布，形成“T型”干擾網(wǎng)絡(luò)。在更換了專用的套管支架后進行試驗，試驗結(jié)果合格。

4? ? 結(jié)論

本文通過介紹穿墻套管介損試驗，得出以下幾點結(jié)論：

（1）測量帶末屏穿墻套管，應(yīng)采用正接線方式;

（2）濕度、臟污、電磁場、“T型”網(wǎng)絡(luò)等均可能導致tan δ為負;

（3）在條件允許的情況下，介損試驗應(yīng)在專用的套管支架上進行，不同的試驗位置均可能導致不同的測量結(jié)果。

[參考文獻]

[1] 周榆曉，劉璐，劉旸，等.穿墻套管故障分析及解決措施[J].東北電力技術(shù)，2017，38（9）：43-46.

[2] 陳天翔，王寅仲.電氣試驗[M].北京：中國電力出版社，2005.

[3] 張曉蓉.高電壓技術(shù)[M].2版.北京：中國電力出版社，2014.

[4] 國家電網(wǎng)公司人力資源部.國家電網(wǎng)公司生產(chǎn)技能人員職業(yè)能力培訓專用教材：電氣試驗[M].北京：中國電力出版社，2010.

[5] 電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程：DL/T 596—1996[S].

收稿日期：2020-04-03

作者簡介：程勇（1990—），男，安徽太湖人，工程師，從事變電檢修與電氣試驗工作。