介质损耗在线监测设备的研制
(完整word版)电力设备在线监测与故障诊断
电力设备在线监测与故障诊断 第一章： 1、预防性维修的局限性。P2-3 a)经济角度分析：定期试验和大修均需停电，引起电量损失；定期大修和更换部件的 投资，造成巨大的人、财、物的浪费。 b)技术角度分析：试验条件不同于运行条件，多数项目是在低电压下进行检查，很可 能发现不了绝缘缺陷和潜在的故障；绝缘的劣化、缺陷的发展有一定的潜伏和发展 时间，而预试是定期进行的，常常不能及时准确地发现故障，从而出现漏报、误报 或早报。 2、状态维修的具体内容及必要性。P3 具体内容：对运行中电气设备的绝缘状况进行连续的在线监测，随时获得能反映绝缘状态变化的信息。 必要性：预防性维修存在一定的局限性（内容同1），同时状态维修还具有以下优点：可更有效地使用设备，提高利用率；降低备件的库存量以及更换部件与维修所需的时间；有目标地进行维修，可提高维修水平，使设备运行更安全、可靠；可系统地对设备制造部门反馈的质量信息，用以提高产品的可靠性。 3、在线监测系统的技术要求。P7 1）系统的投入和使用不应改变和影响电气设备的正常运行； 2）系统应能自动地连续进行监测、数据处理和存储； 3）系统应具有自检和报警功能； 4）系统应具有较好的抗干扰能力和合理的检测灵敏度； 5）监测结果应具有较好的可靠性和重复性以及合理的准确度； 6）系统应具有在线标定其监测灵敏度的功能； 7）系统应具有故障诊断功能。 第二章： 1、监测系统可由哪些基本部分组成,在线监测系统组成框图及整个监测系统可归纳为哪些子系统？P9-10 信号的变送、信号的处理、数据采集、信号的传输、数据处理、诊断。 可归纳为三个子系统：信号变送系统、数据采集系统、处理和诊断系统。 2、监测系统的分类。P10（分别按使用场所分，按监测功能分，按诊断方式分） 根据使用场所分为便携式和固定式，根据监测功能可分为单参数和多参数，按诊断方式可分
介质损耗因数(tanδ)试验
align="center"> 图5-2 绝缘介质的等效电路 表5-2 绝缘电阻测量结果 绝缘电阻/MΩ(每隔60s测一次)
tanδ与施加电压的关系决定于绝缘介质的性能、绝缘介质工艺处理的好坏和产品结构。当绝缘介质工艺处理良好时，外施电压与tanδ之间的关系近似一水平直线，且施加电压上升和下降时测得的tanδ值是基本重合的。当施加电压达到某一极限值时，tanδ曲线开始向上弯曲，见图5-8曲线1。 如果绝缘介质工艺处理得不好或绝缘介质中残留气泡等，则绝缘介质的tanδ比良好绝缘时要大。另外，由于工艺处理不好的绝缘介质在极低电压下就会发生局部放电，所以，tanδ曲线就会较早地向上弯曲，且电压上升和下降时测得的tanδ值是不相重合的，见图5-8曲线2。 当绝缘老化时，绝缘介质的tanδ反而比良好绝缘时要小，但tanδ开始增长的电压较低，即tanδ曲线在较低电压下即向上弯曲，见图5-8曲线3。另外，老化的绝缘比较容易吸潮，一旦吸潮，tanδ就会随着电压的上升迅速增大，且电压上升和下降时测得的tanδ 值不相重合，见图5-8曲线4。 2.2 温度特性 图5-6 绝缘介质等值电流相量图 I C—吸收电流的无功分量I R—吸收电流的有功分量 —功率因数角δ—介质损失角
图5-7 绝缘介质简化等效电路和等值电流相量图 (a)等效电路(b)等值电流相量图 C x—绝缘介质的总电容R x—绝缘介质的总泄漏电阻I Cx—绝缘介质的总电容电流I Rx—绝缘介质的总泄漏电流 图5-8 绝缘介质tanδ的电压特性 tanδ随温度的上升而增加，其与温度之间的关系与绝缘材料的种类、性能和产品的绝缘结构等有关，在同样材料、同样绝缘结构的情况下与绝缘介质的工艺干燥、吸潮和老化程度有关。 对于油浸式变压器，在10℃～40℃范围内，干燥产品的tanδ增长较慢;温度高于40℃，则tanδ的增长加快，温度特性曲线向上逐渐弯曲。为了比较产品不同温度下的tanδ，GB/T6451—1999国家标准规定了不同温度t下测量的tanδ的换算公式。 tanδ2＝tanδ1·1.3(t1-t2)/10 (5-2) 式中tanδ2——油温为t2时的tgδ值，%; tanδ1——油温为t1时的tgδ值，%。 3 tanδ测量方法 3.1 测量仪器及测量电压
介质损耗详解
1、介质损耗 什么就是介质损耗:绝缘材料在电场作用下,由于介质电导与介质极化得滞后效应,在其内部引起得能量损耗。也叫介质损失,简称介损。 2、介质损耗角δ 在交变电场作用下,电介质内流过得电流相量与电压相量之间得夹角(功率因数角Φ)得余角(δ)。简称介损角。 3、介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数,就是指介质损耗角正切值,简称介损角正切。介质损耗因数得定义如下: 如果取得试品得电流相量与电压相量,则可以得到如下相量图: 总电流可以分解为电容电流Ic与电阻电流IR合成,因此: 这正就是损失角δ=(90°-Φ)得正切值。因此现在得数字化仪器从本质上讲,就是通过测量δ或者Φ得到介损因数。 测量介损对判断电气设备得绝缘状况就是一种传统得、十分有效得方法。绝缘能力得下降直接反映为介损增大。进一步就可以分析绝缘下降得原因,如:绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。 测量介损得同时,也能得到试品得电容量。如果多个电容屏中得一个或几个发生短路、断路,电容量就有明显得变化,因此电容量也就是一个重要参数。 4、功率因数cosΦ 功率因数就是功率因数角Φ得余弦值,意义为被测试品得总视在功率S中有功功率P所占得比重。功率因数得定义如下: 有得介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ),而不就是介质损耗因数(DF:tgδ)。一般cosΦ (1) 容量与误差:实际电容量与标称电容量允许得最大偏差范围、一般使用得容量误差有:J级±5%,K 级±10%,M级±20%、 精密电容器得允许误差较小,而电解电容器得误差较大,它们采用不同得误差等级、 常用得电容器其精度等级与电阻器得表示方法相同、用字母表示:D级—±0、5%;F级—±1%;G级—±2%;J级—±5%;K级—±10%;M级—±20%、 (2) 额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所承受得最大直流电压,又称耐压、对于结构、介质、容量相同得器件,耐压越高,体积越大、 (3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量得相对变化值、温度系数越小越好、 (4) 绝缘电阻:用来表明漏电大小得、一般小容量得电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆、电解电容得绝缘电阻一般较小、相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小、 (5) 损耗:在电场得作用下,电容器在单位时间内发热而消耗得能量、这些损耗主要来自介质损耗与金属损耗、通常用损耗角正切值来表示、 (6) 频率特性:电容器得电参数随电场频率而变化得性质、在高频条件下工作得电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小、损耗也随频率得升高而增加、另外,在高频工作时,电容器得分布参数,如极片电阻、引线与极片间得电阻、极片得自身电感、引线电感等,都会影响电容器得性能、所有这些,使得电容器得使用频率受到限制、 不同品种得电容器,最高使用频率不同、小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ、 不同材质电容器,最高使用频率不同、COG(NPO)材质特性温度频率稳定性最好,X7R次 之,Y5V(Z5U)最差、 贴片电容得材质规格 贴片电容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同得材质规格,不同得规格有不同得用途、下面我们仅就常用得NPO、X7R、Z5U与Y5V来介绍一下它们得性能与应用以及采购中应注意得订货事项以引起大家得注意、不同得公司对于上述不同性能得电容器可能有不同得命名方法,这里我们引用得就是敝司三巨电子公司得命名方法,其她公司得产品请参照该公司得产品手册、 关于介质损耗的一些基本概念 （泛华电子） 1、介质损耗 什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。 2、介质损耗角δ 在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。简称介损角。 3、介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。介质损耗因数的定义 如下: 如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图： 总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此： 这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。 测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。绝缘能力的下降直接反映为介损增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。 测量介损的同时，也能得到试品的电容量。如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。 4、功率因数cosΦ 功率因数是功率因数角Φ的余弦值，意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重。功率因数的定义如下: 有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。一般cosΦ AI-6000F介质损耗测试仪 AI-6000F介质损耗测试仪是发电厂、变电站等现场或实验室测试各种高 压电力设备介损正切值及电容量的高精度测试仪器。仪器为一体化结构，内置介损测试电桥，可变频调压电源，升压变压器和SF6 高稳定度标准 电容器。测试高压源由仪器内部的逆变器产生，经变压器升压后用于被试 品测试。频率可变为45Hz或55Hz，55Hz或65Hz，采用数字陷波技术，避开了工频电场对测试的干扰，从根本上解决了强电场干扰下准确测量的 难题。同时适用于全部停电后用发电机供电检测的场合。该仪器配以绝缘 油杯可测试绝缘油介质损耗。 AI-6000F全自动介质损耗仪是发电厂、变电站等现场或实验室测试各种高压电力设备介损正切值及电容量的高精度测试仪器。仪器为一体化结构，内置介损测试电桥，可变频调压电源，升压变压器和SF6 高稳定度标准电容器。测试高压源由仪器内部的逆变器产生，经变压器升压后用于被试品测试。频率可变为45Hz或55Hz，55Hz或65Hz，采用数字陷波技术，避开了工频电场对测试的干扰，从根本上解决了强电场干扰下准确测量的难题。同时适用于全部停电后用发电机供电检测的场合。该仪器配以绝缘油杯可测试绝缘油介质损耗。 1. 超大液晶中文显示 仪器配备了大屏幕（105mm×65mm）中文菜单界面，屏显分为左右两部分，左边为功能菜单区，右边为相关状态信息提示，每一步都非常清楚，操作人员不需要专业培训就能使用。一次操作，微机自动完成全过程的测量，是目前非常理想的介损测量设备。 2. 海量存储数据 仪器内部配备有日历芯片和大容量存储器，能将检测结果按时间顺序保存，随时可以查看历史记录，并可以打印输出； 3. 科学先进的数据管理 仪器数据可以通过U盘导出，可在任意一台PC机上通过我公司专用软件，查看和管理数据并可生成工作报告。 1 、概述 电力监控系统可以提高电力系统的可靠性,提高管理水平,加强电能质量管理,使用用户的用电系统更安全、更节能、更洁净。 它基于先进的现场总线方式实现电力系统的信息交换与管理,系统集保护、测量、控制、信号采集、故障录波、用电管理、电能质量分析、负荷控制与运行管理为一体。通过通讯网络、计算机与专业的电力监控软件使用户的电力系统透明化,就是提高电力系统安全性、可靠性、管理水平的智能化系统。 电力监控系统的主要功能: ●电力系统的运行监视 ●远程控制 ●电能质量管理:谐波分析、波形捕捉、扰动与波动监测等。 ●报警与事件管理 ●历史数据管理 ●电能管理 ●报表管理 ●用户管理 为用户提供完整的的电力监控解决方案,同时具有良好的开发性,可以方便地与其她自动化系统与智能装置通信,如消防控制系统、DCS系统、楼宇自控系统等,实现不同功能系统间的相互通信与资料共享。 客户价值: ●提高电力系统运行管理的效率 ●减少电能消耗的成本 ●提高系统运行的连续性与可靠性 ●缩短停电时间,减少停电损失,避免故障发生 ●减少系统运行管理与维护费用 ●监视电能质量,发现潜在故障 2 、系统构成 现场测控层 所有现场设备相对独立,按一次设备对应分布式布置,完成保护、控制、监侧与通信,同时具有动态实时显示开关设备状态、运行参数、故障信息,经RS485通信接入现场总线。 网络通讯层 现场测控层与系统管理层的数据交换的通信设备与通讯线路。 系统管理层 监控主机采用高性能的计算机,结合监控软件实现对系统的全面监控与管理功能。通过以太网与DCS系统、楼宇自控系统、消防控制系统等通讯,数据上传共享。 3、系统功能 ●用户管理 为了系统的安全稳定的运行,整个系统提高可靠的安全保护措施,用户进行不同操作特性权限授权,对重要的操作采取双口令密码,重要的操作进行记录。 ●网络通讯 采用分布式的网络组织机构,支持现场总线、以太网通讯、无线等通讯分式。 监控系统具有良好的网络诊断功能,能在线诊断网络通讯状态,在发生网络故障时,能自动在系统监视画面中显示故障节点及发出报警。 ●动态人机界面 按照实际的电力系统的系统图绘制,实时动态的显示各开关设的状态、运行参数、故障情况。根据需要或实际运行情况,对电力系统图实现的进行重新组态,实现变化与显示同步。主画面可直观显示各 工频介电常数及介质损耗测试仪 GCSTD-C 产 品 技 术 方 案 书 北京冠测精电仪器设备有限公司材料电极液体电极 GCSTD-C工频介电常数及介质损耗测试仪 满足标准： GB/T1409-2006 测量电气绝缘材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗因数的推荐方法 GB/T 5654-2007 液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量 GB/T 21216-2007 绝缘液体测量电导和电容确定介质损耗因数的试验方法 GB/T 1693-2007 硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法 GB/T 5594.4-1985__电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法__介质损耗角正切值的测试方法 …………………………………………………………………………………………… 一、产品概述 本仪器是一种先进的测量介质损耗（tgδ）和电容容量（Cx）的仪器，测量各种绝缘材料、绝缘套管、绝缘液体、电力电缆、电容器、互感器、变压器等高压设备的介质损耗（tgδ）和电容容量（Cx）。具有操作简单、中文显示、打印、使用方便、无需换算、自带高压，抗干扰能力强，测试时间短等优点。 本测试仪采用变频电源技术，利用单片机和电子技术进行自动频率变换、模/数转换和数据运算，达到抗干扰能力强、测试速度快、精度高、操作简便的功能。 二、性能特点 1、仪器测量准确度高，可满足油介损测量要求，因此只需配备标准油杯，和专用测试线即可实现油介损测量。 2、采用变频技术来消除现场50Hz工频干扰，即使在强电磁干扰的环境下也能测得可靠的数据。 3、过流保护功能，在试品短路或击穿时仪器不受损坏。 4、内附标准电容和高压电源，便于现场测试，减少现场接线。 5、仪器采用大屏幕液晶显示器，测试过程通过汉字菜单提示既直观又便于操作。 三、技术指标 技术指标 1、试验环境温度：10℃～30℃（LCD液晶屏应避免长时间日照） 2、相对湿度：20%～80% 3、供电电源：电压：220V±10% 4、外形尺寸：长*宽*高=470mm*320mm*360mm 5、重量：16kg 6、输出功率：1.5KV A 电介质在交变电场作用下，所积累的电荷有两种分量：(1)有功功率。一种为所消耗发热的功率，又称同相分量；(2)无功功率，又称异相分量。异相分量与同相分量的比值即称为介质损耗。 通常用正切tanδ表示。tanδ=1/WCR(式中W为交变电场的角频率；C为介质电容；R为损耗电阻)。介电损耗角正切值是无量纲的物理量。可用介质损耗仪、电桥、Q表等测量。对一般陶瓷材料，介质损耗角正切值越小越好，尤其是电容器陶瓷。仅仅只有衰减陶瓷是例外，要求具有较大的介质损耗角正切值。橡胶的介电损耗主要来自橡胶分子偶极化。在橡胶作介电材料时，介电损耗是不利的；在橡胶高频硫化时，介电损耗又是必要的，介质损耗与材料的化学组成、显微结构、工作频率、环境温度和湿度、负荷大小和作用时间等许多因素有关。 电介质损耗（dielectric losses ）：电介质中在交变电场作用下转换成热能的能量。这些热会使电介质升温并可能引起热击穿，因此，在电绝缘技术中，特别是当绝缘材料用于高电场强度或高频的场合，应尽量采用介质损耗因数（即电介质损耗角正切tgδ，它是电介质损耗与该电介质无功功率之比）较低的材料。但是，电介质损耗也可用作一种电加热手段，即利用高频电场（一般为0.3～300 兆赫）对电介质损耗大的材料（如木材、纸、陶瓷等）进行加热。这种加热由于热量产生在介质内部，比外部加热的加热速度快、热效率高，且加热均匀。频率高于300兆赫时，达到微波波段，即为微波加热（家用微波炉即据此原理）。 电介质损耗按其形成机理可分为弛豫损耗、共振损耗和电导损耗。前两者分别与电介质的弛豫极化和共振极化过程有关。对于弛豫损耗，当交变电场的频率ω＝1／τ时，介质损耗达到极大值，τ为组成电介质的极性分子和热离子的弛豫时间。对于共振损耗，当电场频率等于电介质振子固有频率（共振）时，损失能量最大。电导损耗则是由贯穿电介质的电导电流引起，属焦耳损耗，与电场频率无关。 电容介质损耗和电流电压相位角之间的关系 又称介电相位角。反映电介质在交变电场作用下，电位移与电场强度的位相差。在交变电场作用下，根据电场频率、介质种类的不同，其介电行为可能产生两种情况。对于理想介质电位移与电场强度在时间上没有相位差，此时极化强度与交变电场同相位，交流电流刚好超前电压π/2。对于实际介质而言，电位移与电场强度存在位相差。此时介质电容器交流电流超前电压的相角小于π/2。由此，介质损耗角等于π/2与介质电容器交流电流超差电压的相角之差。 介质损耗角是在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角（即功率向量角ф）的余角δ，简称介损角。介质损耗角（介损角）是一项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。介损角的变化可反映受潮、劣化变质或绝缘中气体放电等绝缘缺陷，因此测量介损角是研究绝缘老化特征及在线监测绝缘状况的一项重要内容。 介质损耗检测的意义及其注意问题 （1）在绝缘设计时，必须注意绝缘材料的tanδ 值。若tanδ 值过大则会引起严重发热，使绝缘加速老化，甚至可能导致热击穿。而在直流电压下，tanδ 较小而可用于制造直流或脉冲电容器。 1、介质损耗 什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。 2、介质损耗角δ 在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。简称介损角。 3、介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。介质损耗因数的定义如下: 如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图： 总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此： 这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。 测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。绝缘能力的下降直接反映为介损增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。 测量介损的同时，也能得到试品的电容量。如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。 4、功率因数cosΦ 功率因数是功率因数角Φ的余弦值，意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重。功率因数的定义如下: 有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。一般 cosΦ 目录 一、概述 . (2) 二、工作原理 (2) 三、主要技术参数 (3) 四、仪器面板介绍 (4) 五、操作方法说明: (5) 六、接线 . (6) 七、注意事项 (7) 八、仪器成套性 (8) 九、参考接线方法 (8) 一、概述 NDJS 型抗干扰介质损耗测试仪,是发电厂、变电站等现场全自动测量各种高压电力设备介损正切值及电容量的高精度仪器。由于采用了变频技术能保证在强电场干扰下准确测量。仪器在 GWS-4基础上增加了中文菜单操作功能, 一次操作,微机自动完成全过程的测量。是目前最理想的介损测量设备。 该仪器同样适用于车间、试验室、科研单位测量高压电器设备的tg δ及电容量;对绝缘油的损耗测试、更具有方便、简单、准确等优点。 该仪器可用正、反接线方法测量不接地或直接地的高压电器设备。 仪器内部装备了高压升压变压器, 并采取了过零合闸、防雷击等安全保护措施。试验过程中输出 0.5KV ~10kV 不同等级的高压,操作简单、安全。 二、工作原理 在交流电压作用下, 电介质要消耗部分电能, 这部分电能将转变为热能产生损耗。这种能量损耗叫做电介质的损耗。当电介质上施加交流电压时, 电介质中的电压和电流间存在相角差Ψ, Ψ的余角δ称为介质损耗角, δ的正切tg δ称为介质损耗角正切。tg δ值是用来衡量电介质损耗的参数。仪器测量线路包括一标准回路(Cn 和一被试回路(Cx ,如图 1所示。标准回路由内置高稳定度标准电容器与测量线路组成, 被试回路由被试品和测量线路组成。测量线路由取样电阻与前置放大器和A /D 转换器组成。通过测量电路分别测得标准回路电流与被试回路电流幅值及其相位等, 再由单片机运用数字化实时采集方法, 通过矢量运算便可得出试品的电容值和介质损耗正切值。 仪器内部已经采用了抗干扰措施,保证在外电场干扰下准确测量。 图 1 测量原理图 1. 仪器结构 测量电路:傅立叶变换、复数运算等全部计算和量程切换、变频电源控制等。控制面板:打印机、键盘、显示和通讯中转。 变频电源:采用 SPWM 开关电路产生大功率正弦波稳压输出。 电力设备带电检测技术规范 国家电网公司 2010年1月 目录 前言 ...................................................................... I 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 定义 (1) 5 变压器检测项目、周期和标准 (4) 6 套管检测项目、周期和标准 (5) 7 电流互感器检测项目、周期和标准 (6) 8 电压互感器、耦合电容器检测项目、周期和标准 (8) 9 避雷器检测项目、周期和标准 (9) 10 GIS本体检测项目、周期和标准 (10) 11 开关柜检测项目、周期和标准 (12) 12 敞开式SF6断路器检测项目、周期和标准 (12) 13 高压电缆带电检测项目、周期和标准 (13) 附录A 高频局部放电检测标准 (17) 附录B 高频局部放电检测典型图谱 (18) 附录C GIS超高频局部放电检测典型图谱 (21) 附录D 高压电缆局部放电典型图谱 (29) 附录E 编制说明 (30) 。 前言 电力设备带电检测是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电力设备安全、稳定运行的重要保障。为规范和有效开展电力设备带电检测工作，参考国内外有关标准，结合实际情况，制订本规范。 本标准附录A为规范性附录，附录B、附录C、附录D为资料性附录。 本标准由国家电网公司生产技术部提出。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准主要起草单位：北京市电力公司、中国电力科学研究院、国网电力科学研究院 本标准参加起草单位：江苏省电力公司、福建省电力公司、湖北省电力公司 本标准的主要起草人：刘庆时、张国强、丁屹峰、韩晓昆、黄鹤鸣、杨清华、赵颖、闫春雨、毛光辉、彭江、牛进仓、孙白、王承玉 本标准由国家电网公司生产部负责解释。 本标准自发布之日起实施。 AI-6000K全自动介质损耗测试仪说明书 一、产品简介： 介损测量是绝缘试验中很基本的方法，可以有效地发现电器设备绝缘的整体受潮劣化变质，以及局部缺陷等。在电工制造、电气设备安装、交接和预防性试验中都广泛应用。变压器、互感器、电抗器、电容器以及套管、避雷器等介损的测量是衡量其绝缘性能的最基本方法。AI-6000K自动抗干扰精密介损测试仪突破了传统的电桥测量方式，采用变频电源技术，利用单片机、和现代化电子技术进行自动频率变换、模/数转换和数据运算；达到抗干扰能力强、测试速度快、精度高、全自动数字化、操作简便；电源采用大功率开关电源，输出45Hz和55Hz纯正弦波，自动加压，可提供最高10千伏的电压；自动滤除50Hz干扰，适用于变电站等电磁干扰大的现场测试。广泛适用于电力行业中变压器、互感器、套管、电容器、避雷器等设备的介损测量。 二、安全措施 1、使用本仪器前一定要认真阅读本手册。 2、仪器的操作者应具备一般电气设备或仪器的使用常识。 3、本仪器户内外均可使用，但应避开雨淋、腐蚀气体、尘埃过浓、高温、阳光直射等场所使用。 4、仪表应避免剧烈振动。 5、对仪器的维修、护理和调整应由专业人员进行。 6、在任何接线之前必须用接地电缆把仪器接地端子与大地可靠连接起来。 7、由于测试设备产生高电压，所以测试人员必须完全严格遵守安全操作规程，防止他 人接触高压部件和电路。直接从事测试的人员必须完全了解高压测试线路，及仪器操作要点。非从事测试人员必须远离高压测试区，测试区必须用栅栏或绳索、警视牌等清楚表示出来。 8、仪器的调整维修和维护，必须在不加电情况下进行，如果必须加电，则操作者必须非常熟悉本仪器高压危险部件。 9、保险管损坏时，必须确保更换同样的保险，禁止更换不同型号保险或将保险直接短路使用。 10、仪器出现故障时，关闭电源开关，等待一分钟之后再检查。 三、可测试参数 仪器可测量下列参数并数字显示： 被测试品的电容量值CX，以pF或nF为单位，1nF=1000pF。 被测试品的介质损耗值tgδ，以%显示。 四、性能特点 1、仪器采用复数电流法，测量电容、介质损耗及其它参数。测试结果精度高，便于实现自动化测量。 2、仪器采用了变频技术来消除现场50Hz工频干扰，即使在强电磁干扰的环境下也能测得可靠的数据。 3、仪器采用大屏幕液晶显示器，测试过程通过汉字菜单提示既直观又便于操作。 电力设备在线监测系统概述 宁波智电电力科技有限公司邓立林 电力设备在线监测系统由容性设备绝缘在线监测系统、避雷器绝缘在线监测系统、断路器在线监测系统组成，系统涵盖了变电站主要电气设备绝缘状态参数的监测，监测参量多、功能齐全。系统也可以灵活配置，由其中的一套或两套装置组成，必要时也可选配变压器油色谱监测系统。 1、系统集成: 通过工控机及系统集成软件，对各监控装置的动态参数进行集成，建立变电站设备状态综合数据库，自动生成设备状态参数报表和变化趋势曲线，对设备状态的历史参数进行“横比”缺，趋势分析和相对比较相结合，实现设备状态的初步诊断，为专家诊断系统提供开放性平台，通过网络，现设备的远程/现场状态监测、诊断和评估。 2、系统特点 ◆配置灵活，扩展性好，功能齐全，性能优异 ◆测量准确，数据可靠，安装简便，维护简单 3、真空断路器在线监测系统 ZD-1000型断路器综合在线监测装置包括一套或多套断路器安装单元、一个共同的服务器，通过现场总线与后台连接。断路器单元部分包括若干个传感器，一个或多个监测器，一个通信总 线转换器，支持多种标准通信协议。 系统能实时采集断路器运行数据，及时获得断路器的运行状态。通过对断路器运行状态的分析，及时发现设备所存在的问题，有效排除故障，保证设备的正常运行，从而提高设备运行的可靠稳定性。 3.1、监测参数 1、分合闸波形、速度、时间、超程、开距、弹跳、同期； 2、线圈电流、电压、铁芯动作时间、功率； 3、电机电流、电压、功率； 4、触头温度； 5、参数的报警、警报功能； 6、监测参数统计、趋势分析。 4、容性设备绝缘在线监测系统 容性设备绝缘在线监测装置适用于110kV~500kV电压等级的主变套管、电流互感器、电压互感器、耦合电容器的在线监测及故障诊断。 4.1、监测参数 介质损耗、泄漏电流、等值电容、母线电压、环境温度和湿度 4.2、系统功能 ◆实时监测 SX-9000全自动介质损耗测试仪使用说明书全自动介质损耗测试仪 使 用 讲 明 书 目录 1概述 (2) 2技术指标 (2) 3内部结构与工作原理 (3) 4使用和操作 (5) 5注意事项 (9) 6仪器成套性 (9) 7保管及免费修理期限 (9) 8附录1、2、3…………………………………..……...（10-12） 1.概述 SX-9000（CVT）型全自动介质损耗测试仪是在我公司生产智能化介质 损耗测量仪和变频（异频）抗干扰介质损耗测试仪之后，研制成功第五代 一种新型的测量仪，随着城乡电网改造的持续深入，更高电站越来越多， 倒相法、移相法，已不能满足现场测试需求，异频测量（变频），把50HZ 变成其它频率，能够排除干扰。但由于电子技术的限制，其变频后的频率 一样离50HZ有一定距离，其50Hz条件下的电容值cx及tgδ值是换算模拟出来的，与真实工频测试有一定的距离，专门对少数被试品，测出数据 就有明显误差，通过综合比较，现研制一种新型介质损耗测量仪，其原理 不改变频率，能得到50HZ条件下电容值cx及tgδ值，提升测量可靠性和准确性，完全抑制电场干扰，满足电场下的使用要求，SX-9000（CVT）型全自动介质损耗测试仪体积最小，重量最轻，便于携带。有灵活的扩展性， 通过接口与运算机连接，使用强大的软件附件，对仪器升级，人性化设计， 全自动操作本仪器适合500kv及以下电站有干扰现场的试验。本仪器通过 国家电力研究所及行业专家的鉴定，并获得国家高电压计量站的校准证书。 ●具有多种测量方式，可选择正/反接线、内/外标准电容器、CVT和内/外试验电压进行测量。正接线可测量高压介损。 ●测量电容式电压互感器（CVT）时，无需其它外接设备。 ●内置SF6标准电容器，tgδ<0.005%,受空气湿度阻碍小。 ●抗干扰成效好；能有效地排除强烈的电场干扰对测量的阻碍，适用 于500kv极其以下电站的强干扰现场试验。 ●高压短路和突然断电时，仪器能迅速切断高压，并发出警告信息。 ●测量重复性好，电压线性好（测量准确度不受电压阻碍） ●一体化结构，重量适中，便于携带。 ●大屏幕带背光中文液晶显示器信息提示操作，使用方便。 ●仪器自带打印机，及时储存测试数据。 ●高压电缆连接至试品，保证安全；仪器未接地报警，安全措施完备。 2.技术指标 2.1额定工作条件 2.1.1环境温度：0~40℃（当温度超出20℃±5℃时，每变化10℃仪器差不多误差的改变量不超过差不多误差限的1/2。） 2.1.2相对湿度：30%~85% 2.1.3供电电源：市电。电压：220V±22V, 频率：50±1Hz 2.2外型尺寸：a×b×h,mm:450×330×380 2.3仪重视量：不大于18kg 2.4电子电路功耗：不大于40VA 2.5测量范畴： 2.5.1介质损耗（tgδ）: 0~1 辨论率0.0001 2.5.2电容量（Cx）: ≤60000PF 最小辨论率0.01P F 2.5.2.1内接方式 试验电压试品电容量 电容和介质损耗测量 一试验目的 测量介质损耗的目的是判断电气设备的绝缘状况。测量介质损耗因数在预防性试验中是不可缺少的项目。因为电气设备介质损耗因数太大，会使设备绝缘在交流电压作用下，许多能量以热的形式损耗，产生的热量将升高电气设备绝缘的温度，使绝缘老化，甚至造成绝缘热击穿。绝缘能力的下降直接反映为介质损耗因数的增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。所以，在出厂试验时要进行介质损耗的试验，运行中的电气设备亦要进行此种试验。测量介质损耗的同时，也能得到试品的电容量。电容量的明显变化，反映了多个电容中的一个或几个发生短路、断路。 二概念及原理 介质损耗是绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。 在交流电压作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角为功率因数角(Φ)，而余角(δ)简称介损角。 介质损耗正切值δ tg又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。 介质损耗因数（δ tg）的测量在电气设备制造、绝缘材料电气性能的鉴定、绝缘的试验等都是不可缺少的。因为测量绝缘介质的δ tg值是判断绝缘情况的一个较灵敏的试验方法。在交流电压作用下，绝缘介质不仅有电导的损耗，还有极化损耗。介质损耗因数的定义如下: 如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图： 合成，因此： 总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流I R 这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cos Φ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。一般cosΦ FS3001 变频高压介质损耗测试仪 一、概述 FS3001变频高压介质损耗测试仪用于现场抗干扰介损测量，或试验室精密介损测量。仪器为一体化结构，内置介损电桥、变频电源、试验变压器和标准电容器等。采用变频抗干扰和傅立叶变换数字滤波技术，全自动智能化测量，强干扰下测量数据非常稳定。测量结果由大屏幕液晶显示，自带微型打印机可打印输出。 二、主要功能特点 1、抗干扰能力强 采用变频抗干扰技术，在200%干扰下仍能准确测量，而且测试数据非常稳定。为适应国外60Hz电网需要，还具有60Hz电源自动识别和55／65Hz自动双变频功能。 2、测量精度高 FS3001不仅能在现场做抗干扰测量，也能满足试验室精密测量要求（如油介损测量）。其核心是一个精密高压数字电桥，采用全数字处理和电桥自校准等多种先进技术，配合高精度的三端结构标准电容，实现高精度介损测量。仪器所有量程输入电阻低于2Ω，消除了测量电缆附加电容的影响。 3、多种安全保护措施，确保人身和试验设备安全 高压保护：试品短路、击穿或高压电流波动，能以短路方式高速切断输出。 低压保护：误接380V，电源波动或突然断电，启动保护，不会引起过电压。 接地保护：仪器接地失灵使外壳带危险电压时，启动接地保护。 C V T：高压电压和电流、低压电压和电流四个保护限，不会损坏设备；误选菜单不会输出激磁电压。 防误操作：两级电源开关；电压、电流实时显示；多次按键确认；接线端子高/低压分明；声光报警。 防“容升”：测量大容量试品时会出现电压抬高的“容升”效应，仪器能自动跟踪输出电压，保持试验电压恒定。 抗震性能：仪器采用独特抗震设计，可耐受强烈长途运输震动、颠簸而不会损坏。 高压电缆：为耐高压绝缘导线，可拖地使用。 三、外接附件测量功能 1、外接高压电容器进行高电压介损试验 2、外接液体油杯、控温仪进行绝缘油介损试验 3、外接固体绝缘材料测量电极，测量固体绝缘材料切片的介质损耗。 四、用户可根据需要定制绝缘电阻测量功能 测量方式：电阻/吸收比/极化指数 试验电压：直流100～10000V逐伏设置 电压精度：±（设置值×2%+10V） 短路电流：不小于100mA 测量范围：100kΩ～1000GΩ 测量精度：100kΩ～10GΩ时为5%（试验电压不低于250V） 10GΩ～100GΩ时为5%（试验电压不低于2500V） 100GΩ～1000GΩ时为10%（试验电压不低于10000V） 抗干扰：工频5mA 接线方式：正接线或反接线 快速放电：有 测量时间：电阻约30秒（30～99秒时间可调），吸收比60秒，极化指数10分钟 五、技术指标 准确度：Cx: ±（读数×1%+1pF） tgδ: ±（读数×1%+0.00040） 抗干扰指标：变频抗干扰，在200%干扰下仍能达到上述准确度 电容量范围：内施高压：3pF～60000pF/10kV 60pF～1μF/0.5kV 外施高压：3pF～1.5μF/10kV 60pF～30μF/0.5kV 分辨率：最高0.001pF，4位有效数字 tgδ范围：不限，分辨率0.001%，电容、电感、电阻三种试品自动识别。 试验电流范围：10μA～1A 内施高压：设定电压范围：0.5～10kV 最大输出电流：200mA 产品技术规范书 （图片仅供参考） 设备名称：异频全自动介质损耗测试仪型号： 生产厂家： 产品编码： 品牌： 一、概述 异频全自动介质损耗测试仪是发电厂、变电站等现场或实验室测试各种高压电力设备介损正切值及电容量的高精度测试仪器。仪器为一体化结构，内置介损测试电桥，可变频调压电源，升压变压器和SF6 高稳定度标准电容器。测试高压源由仪器内部的逆变器产生，经变压器升压后用于被试品测试。频率可变为50Hz、47.5Hz\52.5Hz、45Hz\55Hz、60Hz、57.5Hz\62.5Hz、55Hz\65Hz，采用数字陷波技术，避开了工频电场对测试的干扰，从根本上解决了强电场干扰下准确测量的难题。同时适用于全部停电后用发电机供电检测的场合。该仪器配以绝缘油杯加温控装置可测试绝缘油介质损耗。 二、性能特点 1、超大液晶中文显示 操作简单，仪器配备了高端的全触摸液晶显示屏，超大全触摸操作界面，每过程都非常清晰明了，操作人员不需要额外的专业培训就能使用。轻轻点击一下就能完成整个过程的测量，是目前非常理想的智能型介损测量设备。 2、海量存储数据 仪器内部配备有日历芯片和大容量存储器，保存数据200组，能将检测结果按时间顺序保存，随时可以查看历史记录，并可以打印输出。 3、科学先进的数据管理 仪器数据可以通过U盘导出，可在任意一台PC机上通过我公司专用软件，查看和管理数据。 4、多种测试模式 仪器能够分别使用内高压、外高压、内标准、外标准、正接法、反接法、自激法等多种方式测试；在外标准外高压情况下可以做高电压（大于10kV）介质损耗。 5、CVT测试一步到位 该仪器还可以测试全密封的CVT（电容式电压互感器）C1、C2的介损和电容量，实现了C1、C2的同时测试。该仪器还可以测试CVT变比和电压角差。 6、不拆高压引线测量CVT 仪器可在不拆除CVT高压引线的情况下正确测量CVT的介质损耗值和电容值。 7、CVT反接屏蔽法测量C0 1 影响介质损耗的因素分析 1.1 磁铁矿粉质量 有的选煤厂介耗很高，主要是因为原磁铁矿粉质量没有达到要求，同时，重悬浮液中掺入的煤泥量也少，使加重悬浮液稳定性变差，从而导致加重质损失明显增大。为了满足稳定性要求，现场实践和多年经验表明，分选混煤时，磁铁矿粉水分对介耗影响也不容忽视。不仅介质进入料桶后难于分散，而且会造成悬浮液不稳定。 1.2 重介悬浮液的粘度和固相体积浓度 影响弧形筛和脱介筛脱介效果的主要因素，是重介悬浮液的粘度和固相体积浓度、原煤中的煤泥含量与合格介质悬浮液的流动性。对煤泥含量而言，喷淋水的方式和压力受到人们的普遍重视。然而，对于重悬浮液的体积浓度过高未引起足够注意。当粘度急速上升，达到50%后，重介悬浮液的粘度接近最高值，重悬浮液表现为成浆流状态。这就有可能直接导致悬浮液透筛困难的异常现象，而且还会很明显感觉到脱介效果很差。固相体积浓度越高，产品带介越多，就必须排除多余的煤泥，这样才能达到提高悬浮液流动性，从而降低介耗的目的。 另外一种情况是，分流量过大时，极有可能出现加大磁铁矿粉在磁选尾矿中的损失（尽管这部分损失相对稳定）。所以，必须重视重悬浮液体积浓度对介耗的影响。重悬浮液粘度过高对末煤和煤泥的分选影响尤为显著。在重介悬浮液的粘度和固相体积浓度满足分选密度要求的情况下，其主要要求是悬浮液的粘度必须低，稳定性能必须好。这样才能使固相体积浓度相对适宜。一般情况下，重介质悬浮液中额定的非磁性物含量越高，选煤厂为了要保持系统的平衡所需净化回收的悬浮液数量越少。因此，为减轻净化回收作业中的介质损失，可以在不影响分选效果和工艺许可范围内进行，这样，可以采取适当提高工作介质中额定非磁性物含量。但是，切记不能超出上限。在介质平衡操作中，为保持介质系统中工作介质密度在规定指标上所必需的分流量往往不一致。然而，工艺上对保持非磁性物含量稳定在规定指介质的平衡操作应服从于保持介质密度稳定需要。这种情况下，它是随保持介质密度稳定，不能够得到满足，则可以考虑通过研磨来解决。 1.3 弧形筛、脱介筛的脱介效果 二者工作效果直接影响到介耗。生产中，一旦出现产品带介高，应检测设备运转是否正常，脱介效果如何。通过以上总结，可以归纳出影响脱介效果的主要因素有：设备的处理能力、筛面包角、安装角度等。 1.4 分流量的调整 分选后悬浮液中有一部分在悬浮液净化回收过程中流失损失掉。但是，这部分损失可以通过相关技术措施等进行控制和避免其损失，或者尽可能少损失，减少进入磁选机的分流量。 1.5 磁选机的分选效率 众所周知，磁选效率的高低直接决定了介质的损耗，这对于选煤厂的效益有着非常重要的意义。目前，本矿业集团选煤厂有约1%的重介质进入磁选尾矿而流失。因此，就集团公司而言，当最佳入料浓度20%时，磁选效率最高。 1.6 磁铁矿粉添加方式 为使磁铁矿粉及时添加到系统中，进入中煤及矸石磁选系统的悬浮液密度就会过低，所需的介质就不能得到及时补加，打乱系统应有的平衡状态。这肯定会直接影响到中煤及矸石产品带介增加的恶性循环，对选煤厂的生产及相关环节产生不利因素，甚至出现有的选煤厂在调试中的密度仍未正常的现象。 解决的办法是： ①调整冲加的水量； ②改变磁铁粉添加方式：人工将磁铁粉使高密度悬浮液能及时补加到合格介质桶，或人关于介质损耗的一些基本概念
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1 影响介质损耗的因素分析