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介质损耗因数tgδ负值分析 基本定义：1、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：是指在交变电场作用下，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。 测量电气设备介质损耗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。绝缘能力的强弱直接反映为介损大小。通过介质损耗大小就可以分析设备绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘老化绝缘油变质或受到污染等等。测量介质损耗的同时，也同时测得试品的电容量。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，因此介质损耗试验中电容量也是一个重要参数。在对现场设备进行tgδ测量时，由于受到众多因素干扰，导致设备在试验中出现的过程中出现数据负值、tgδ数据不稳定等甚至tgδ为负值，测量结果会偏离真实值，影响了该项试验的实效性。tgδ值为负数对判断的设备绝缘情况毫无意义，因此每次tgδ试验数据都必须准确。现在就我们在实际tgδ试验工作中分析、判断和处理问题与大家分享一下。tgδ出现负值介质损耗因数(tgδ)是电气绝缘的一个重要参数，测量的准确度对评价设备的绝缘状况十分重要。现场试验中，因其他因素tgδ的测量结果会偏离真实值，影响了该项试验的实效性。如：在无损耗标准电容器的电流N大于电压90°时，该电流与试品电容电流之间的夹角为：介质损耗角δ，δ=0°。当试验存在δ时，试品电容电流受到电压相位有功电流分量的影响降低于无损耗标准电容器电流的角度，那么出现正值；在受到某种因素影响下，电容电流与电压之间相位差如果超过90°，那么电流有功分量与电压出现两个相反的方向，tgδ出现负值（见图1）。对于绝缘介质来说，tgδ为负值是没有意义的，应尽可能找出原因并将其消除。图1 tgδ分别为正值和负值时的相量图一般情况下介质损耗角出现负值的原因有以下几个方面1、仪器本身接地不良或标准电容器介质损耗过大如图2所示，图中CX为一、二次绕组介质损耗的等值电容；C10、C20分别为一、二次绕组对地电容；R0为仪器接地不良时的接触电阻。将CX、C10、C20 组成的△连接转换为Y连接后的等值电路图见图3。正常情况下，试品电流滞后于标准电容电流N，如果标准电容器损耗过大，N超前电压的角度就会小于90°，使δ变小，导致tgδ的测量结果偏小甚至为负值。由于标准电容器的介质损耗通常都很小，所以由于标准电容器介损偏大造成试品tgδ为负值的可能性较小。所以测试时测量仪器的接地端直接接在被试品的金属底座上，并保证接触良好。图2 测量仪器接地不良时的等值电路 图3 转换后的等值电路及相量图2、现场外部干扰电流的影响 在进行设备介损试验时，外部干扰电流一旦投影在电压相量上，并与电压同方向时，介质损耗因数tgδ也将随着介质损耗角δ的增大而增大；相反，如果投影的方向与电压方向相反的时候，那么随着介质损耗角δ的缩小而出现负值。此种现象易发生在潮湿天气或较高静电影响的环境中。3、电压互感器接地铁芯和底座接触不良对一、二次绕组介损损耗进行测量时，将采用正接法来测量。测量过程中，如果铁芯接地不良，接地电路与测量仪器接地时两者间的等值电路图相类似，唯一不同的地方为接地点。而底座接地不良时，铁芯和底座接地等值电路相类似，底座被铁芯替代，电容屏对地座分布电容以及末屏对底座的电容为C10 、C20如图4。 图4 电磁式电压互感器铁芯接地不良时的等值电路4、受电磁的影响在采用正接法进行测量时，介质损耗因数的测量结果直接受到电磁单元及铁芯损耗的影响。在实际测量的时候，由于利用分布电容在一、二次绕组上所产生铁芯的介质损耗较小，因此，测量结果也受铁芯损耗影响。设备介质损耗试验出现负值主要是由流入测量仪器中的电流大于设备试品的电流。在设备介质损耗试验时，介质损耗测试具有较高灵敏度要求，极容易被外界电场所干扰。目前，尽管抗干扰的方法很多，但是一旦干扰度很强，那么就会存在较大偏差。5、高压引线和测量线没有完全接触到导体 试验时应该保证高压引线和测量线完好接触到导体，且尽可能将非被试绕组短接，以减小电感和铁心损耗的影响。同时，还要使试验引线与被试品的夹角达到90°，避免引线和试品两者之间分布电容带来的影响。6、设备受潮如果设备受潮完全可以从试验时其设备的绝缘电阻值及测试时电容量的变化反应出来、此时设备的绝缘电阻低、电容量变化明显，应该超出了允许的范围，此时应考虑对设备进行干燥处理。 现场干扰利用采用电源倒相法和变频法测量时，将电源正反两次测试结果分析处理来排除外部干扰或采集不同频率的信号，通过信号滤波对工频信号进行衰减，以达到排除外部干扰。测试时测量