电容和tanδ测量试验检测
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发布时间:2025-07-06 17:03:53 更新时间:2025-07-05 17:03:53
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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电容(Capacitance, 通常用C表示)和介质损耗角正切(tanδ, 又称损耗因数)是评估高压电气设备(如电力电容器、变压器、套管、电缆、互感器等)绝缘材料性能的关键参数。电容值反映了绝缘介质储存电荷的能力,而tanδ则是表征绝缘介质在交变电场作用下能量损耗程度的重要指标。tanδ值的大小直接反映了绝缘材料内部介质损耗的多少。tanδ值过高,意味着绝缘材料在运行过程中将产生大量热量,加速绝缘材料的老化、劣化,严重时甚至导致热击穿,威胁设备的安全可靠运行。因此,在设备的出厂试验、型式试验、交接试验以及预防性试验中,精确测量电容和tanδ是诊断绝缘状态、发现潜在缺陷(如受潮、老化、分层、气隙等)不可或缺的核心检测项目,对保障电力系统的稳定运行具有极其重要的意义。
电容和tanδ测量的核心检测项目包括:
进行电容和tanδ测量的主流仪器是:
现代主流仪器(自动电桥和数字测试仪)通常具备异频测试功能(如采用45Hz/55Hz或55Hz/65Hz等远离50Hz工频的测试频率),能有效抑制现场工频电磁干扰,显著提高测量的准确性和稳定性。
电容和tanδ测量的常用方法主要有以下几种,其中西林电桥的正接法和反接法是最基础的:
适用于被试品两极对地均绝缘的情况(如耦合电容器、未安装的套管)。被试品(Cx)的低压端(测量端)直接接电桥的Cx端,高压端施加试验电压。标准电容器(Cn)的高压端也承受相同高压,其低压端接地。电桥本体处于低电位,操作安全。这是最理想的接线方式,测量准确度高。
适用于被试品一端固定接地的情况(如运行中的变压器绕组对铁芯及外壳、安装在变压器上的套管)。电桥的Cx端接被试品高压端(施加试验电压),电桥本体及R3、R4、Cn等元件处于高电位,必须采取可靠的绝缘措施并放置在绝缘台上。操作需极其谨慎,必须通过绝缘杆操作。标准电容器(Cn)低压端接屏蔽(非直接接地)。此方法测量误差通常比正接法稍大。
主要用于测量高压电容式电压互感器(CCVT)的电容分压器(C1, C2)的电容和tanδ。利用CCVT自身的电磁单元(中间变压器)作为高压电桥的电源变压器,无需外接高压试验变压器。
一种专门测量高压套管(特别是末屏引出的电容式套管)tanδ的方法。对套管主绝缘施加高压,将其末屏(接地屏)通过电桥的屏蔽线接至电桥的屏蔽端子(而非直接接地)。此方法能有效消除套管表面泄漏电流和邻近效应的影响,测量的是套管主绝缘的纯tanδ。
现代数字式介损测试仪采用的方法。通过高精度AD转换器同步采集被试品电流(Ix)和参考电压(Uref)的波形(或采集施加于标准电阻上的参考电流Ir波形),利用数字信号处理技术(如快速傅里叶变换FFT、过零检测、相关算法等)计算出Ix与Uref(或Ir)之间的相位差(δ),进而得到tanδ。同时通过测量Ix的幅值和Uref(或已知标准阻抗)计算电容Cx。此方法便于实现异频测量,抗干扰能力强。
无论采用哪种方法和仪器,现场测试时都必须采取有效措施消除或减小电场干扰和磁场干扰,合理接地,使用屏蔽线并正确连接屏蔽端子,这对于获得准确可靠的测量结果至关重要。
电容和tanδ测量试验必须遵循严格的国家标准、行业标准和国际标准。主要标准包括:
该标准是国际通用的基础标准,规定了绝缘材料的介电常数和介质损耗因数测量的推荐方法,是其他诸多设备标准的基础参考。
对变压器绕组的电容和tanδ测量提出了要求。
规定了互感器(尤其是电容式电压互感器CVT)电容分压器和整体介损的测量要求、试验电压和合格判据。
规定了高压套管的tanδ和电容测量方法(
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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