摘要：介質(zhì)損耗因素作為表征高壓設(shè)備絕緣性能的重要參數(shù)，常用于高壓設(shè)備的定期維護(hù)、故障檢查中。介質(zhì)損耗因素tanδ測(cè)量方法主要分為正接線和反接線方法，在測(cè)量中接線方法和方式的不同其測(cè)量的數(shù)值意義不同，測(cè)量結(jié)果不同。本次以110kV油紙絕緣型電流互感器為研究對(duì)象，通過(guò)不同接線方式和方法測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ，并對(duì)測(cè)量值及接線方式方法進(jìn)行對(duì)比總結(jié)，理論分析總結(jié)常規(guī)溫濕度情況下接線方法測(cè)量介質(zhì)損耗tanδ的影響。

關(guān)鍵詞：介質(zhì)損耗因數(shù)?油紙絕緣型電流互感器?接線方法?理論分析。

1?概述

電流互感器主要作用是將一次側(cè)大電流等比例轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流，將小電流用于繼電保護(hù)、電能量計(jì)量、控制、測(cè)量等使用。廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、工業(yè)控制等領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)中，高壓電流互感器常采用絕緣油或SF6氣體作為絕緣介質(zhì)。當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)中110kV及以上電壓等級(jí)電流互感器中則主要采用油紙絕緣型。根據(jù)介質(zhì)損耗正切值tanδ（又稱介質(zhì)損耗因數(shù)）的大小，電容量的變化能有效的發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣缺陷介質(zhì)損耗因素能較為準(zhǔn)確反映高壓設(shè)備絕緣性能[1]，因此在110kV電流互感器定期維護(hù)或故障排查時(shí)，維護(hù)人員通常通過(guò)測(cè)量電流互感器介質(zhì)損耗tanδ用于判斷互感器絕緣性能。但在工程應(yīng)用中通常發(fā)現(xiàn)個(gè)別接線方式方法下測(cè)量得到的電流互感器介質(zhì)損耗不能正確反映設(shè)備絕緣性能，不同測(cè)量方式方法下得出的介質(zhì)損耗對(duì)電流互感器絕緣性能反映的準(zhǔn)確性和靈敏性存在差異。本次研究以某變電所退役的110kV油紙絕緣性電流互感器為研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)量不同接線方法和方式下測(cè)量介質(zhì)損耗因素tanδ的數(shù)值區(qū)別，進(jìn)行理論分析，探究接線方法及方式對(duì)介質(zhì)損耗因素測(cè)量結(jié)果的影響。

2?試驗(yàn)概述

2.1介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ

介質(zhì)損耗因素tanδ是指在高壓交流電壓作用下，電介質(zhì)因其電導(dǎo)、局部放電以及極化等產(chǎn)生的能量損耗。在交流電壓作用下，電介質(zhì)中流過(guò)的交流電流U與電流I間的夾角φ，φ的余角稱為介質(zhì)因數(shù)角δ，介質(zhì)損耗

根據(jù)公式得出，介質(zhì)損耗與施加電壓頻率、電壓、等值電容相關(guān)，當(dāng)電介質(zhì)及外加電壓一定時(shí)，介質(zhì)損耗與損耗因素成正比。

2.2?110kV電流互感器介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ測(cè)量

目前根據(jù)工程試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，測(cè)量35kV?以上電流互感器一次繞組相關(guān)介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ能有效發(fā)現(xiàn)電流互感器絕緣損壞等缺陷，尤其能夠靈敏地反映絕緣油油質(zhì)惡化、引出套管損壞及受潮[2]。通常采用西林電橋QS1電橋通過(guò)正、反接線測(cè)量一次繞組對(duì)二次繞組、一次繞組對(duì)地、一次繞組對(duì)末屏的介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ。

本次試驗(yàn)采用某變電站退役的110kV油紙電容型結(jié)構(gòu)的電流互感器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該類電流互感器內(nèi)部一次繞組呈“U形”，外部通過(guò)絕緣紙與絕緣油交替覆蓋對(duì)一次繞組形成包裹，結(jié)合內(nèi)部絕緣油形成一次繞組與二次繞組、絕緣外套及底座之間形成連良好絕緣。每層絕緣紙成為電容屏，最外端層絕緣紙成為末屏，當(dāng)電流互感器進(jìn)水受潮后水分一般沉積在底部，最先使末屏受潮，故末屏與一次繞組之間絕緣性能靈敏反映內(nèi)部絕緣性。為便于測(cè)量在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)將末屏采用引線通過(guò)套管引出至外部二次端子盒內(nèi)，為防止電流互感器帶電運(yùn)行過(guò)程中該端子懸浮帶電，將端子接地，定期維護(hù)或故障排查時(shí)可將端子與地面斷開(kāi)，測(cè)量一次繞組與末屏之間介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ。

3?測(cè)量接線

對(duì)110kV電流互感器測(cè)量對(duì)象為一次繞組對(duì)二次繞組及設(shè)備外殼、一次繞組對(duì)末屏、一次繞組對(duì)地。其中一次繞組對(duì)末屏之間絕緣參數(shù)采用正接線法測(cè)量，一次繞組對(duì)二次繞組及外殼采用正接線法，一次繞組對(duì)地則采用反接線方法。為便于測(cè)量一次繞組對(duì)設(shè)備外殼之間介質(zhì)損耗因數(shù)將電流互感器防止在絕緣墊上，將互感器基座與地面隔離開(kāi)。采用自動(dòng)抗干擾精密介損測(cè)試儀對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，可測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)及電容。

一次繞組與末屏間介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ測(cè)量接線時(shí)將一次側(cè)接介損儀高壓端屏蔽線，將外殼及二次端子短接并與接地，末屏接信號(hào)端接線圖如圖3所示。一次繞組對(duì)二次繞組及基座外殼正接線法時(shí)，一次側(cè)接介損儀高壓端屏蔽線，將末屏用導(dǎo)線引出接地，二次繞組與基座外殼短接線接信號(hào)端，如圖4所示。一次繞組與地面參數(shù)測(cè)量采用反接線方法，將高壓側(cè)芯線接一次繞組，將二次繞組、基座外殼及末屏短接后接地，接線方法如圖5所示。

各組試驗(yàn)外加0.5kV-5kV交流電壓，每間隔0.5kV進(jìn)行測(cè)量，將每組測(cè)量出電容、介質(zhì)損耗因數(shù)。

4?測(cè)量結(jié)果對(duì)比分析

4.1?測(cè)量結(jié)果

采用正接線方法測(cè)量一次繞組對(duì)末屏絕緣參數(shù)、一次繞組對(duì)二次繞組及基座外殼如表1-表2?所示，采用反接線方法測(cè)量一次繞組對(duì)地絕緣參數(shù)如表3所示。

對(duì)比表1—表3數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)各組中隨著電壓上升，介質(zhì)損耗因數(shù)及電容整體略微上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，變化不大較為穩(wěn)定，各組測(cè)量值隨接線方式方法不同，介質(zhì)損耗因數(shù)及電容有明顯差異。

4.2?結(jié)果對(duì)比分析

三組試驗(yàn)數(shù)據(jù)中介隨著外加交流電壓增加，介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ略微呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，原因?yàn)樵诮^緣正常時(shí)，外加電壓在互感器試驗(yàn)電壓范圍內(nèi)，流過(guò)介質(zhì)電流有功分量與無(wú)功分量隨著電壓升高成比例增加，因此tanδ較為穩(wěn)定。

橫向?qū)Ρ热M試驗(yàn)同一電壓等級(jí)下介質(zhì)損耗因素及電容，各組不同，按照表1、表2、表3的順序增大。表2中測(cè)量的介質(zhì)損耗因數(shù)及電容為一次繞組對(duì)末屏電容C1與一次繞組對(duì)二次繞組及基座外殼電容C2并聯(lián)狀態(tài)下測(cè)量值，等效電路如圖6所示。其中

表3中測(cè)量的介質(zhì)損耗因數(shù)及電容為一次繞組對(duì)末屏電容C1、一次繞組對(duì)二次繞組及基座外殼電容C2及一次對(duì)地電容C2并聯(lián)狀態(tài)下測(cè)量值，等效電路如圖7所示。其中

分析三種接線方法等值電路，可得出各組接線方法下測(cè)量的絕緣參數(shù)不同原因在于其測(cè)量包含對(duì)象不同，第二組接線方法測(cè)量電容值與第一組相比，并聯(lián)了一次繞組對(duì)二次繞組間電容，根據(jù)并聯(lián)電容時(shí)介質(zhì)損耗因數(shù)計(jì)算公式可得tan應(yīng)在與之間，同理第三組接線方式測(cè)量電容值與第二組相比則并聯(lián)了一次繞組與地面之間電容，tan則介于tan與之間。

5?結(jié)論

在進(jìn)行110KV電流互感器介質(zhì)損耗因素tanδ測(cè)量中，采用的接線方法不同所測(cè)量值往往存在區(qū)別，原因在于其接線方式下所測(cè)介質(zhì)損耗因數(shù)體現(xiàn)的實(shí)際測(cè)量對(duì)象不同。在絕緣故障排查過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)測(cè)量多種接線方式下介質(zhì)損耗因數(shù)進(jìn)行分析，并通過(guò)等值電路圖計(jì)算出各部絕緣參數(shù)，更能便于設(shè)備絕緣故障點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張祺.介質(zhì)損耗測(cè)量值影響因素的分析及應(yīng)用[J].?湖南農(nóng)機(jī)，2011，38（07）：45-46.

[2]陳天翔，王寅仲，溫定筠，海世杰.?電氣試驗(yàn)[M].?中國(guó)電力出版社，2016.

作者簡(jiǎn)介：王勛（1994—??），男，漢族，四川達(dá)州人，碩士，研究方向：高壓電力設(shè)備絕緣檢測(cè)技術(shù)。