膜纸复合绝缘电容器介质损耗因数的标准讨论0开关变压器
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膜纸复合绝缘电容器介质损耗因数的标准讨论
膜纸复合绝缘电容器介质损耗因数的标准讨论 2011年12月09日 来源： 摘要：综合佛山电力工业局对膜纸复合绝缘耦合电容器及电容分压器介质损耗因数测试的结果分析，认为高压膜纸复合绝缘电容器介质损耗因数现场试验标准为不大于0．2％太严格，建议放宽执行。并指出：QS1西林电桥不适于测试膜纸复合绝缘电容器的介质损耗因数，推荐采用变频电桥；高压引线的接触电阻会对膜纸复合绝缘电容器介质损耗因数带来明显的误差。关键词：膜纸复合绝缘电容器 介质损耗因数 标准 膜纸复合绝缘电容器应用越来越广泛，佛山电力工业局目前在运行的110 k V及以上耦合电容器和电容式电压互感器TVC的分压器中大概只有10多台为油纸绝缘电容器，其余200多台全部为膜纸复合电容器（型号OWF）。文献［1］规定：膜纸复合绝缘耦合电容器及电容分压器在10 kV电压下介质损耗因数不大于0．2％。文献［2］要求：在工频额定电压下，环境温度20℃时测得的介质损耗因数不大于0．12％（三纸两膜）及0．10％（两纸两膜）。在经历了预防性试验合格的膜纸复合电容器仍发生爆炸后，部分单位甚至要求交接试验介质损耗因数不得大于0．10％，预防性试验中不得大于0．15％。我们通过大量的现场试验，认为该标准对现场试验太严格，是不切实际的，特别是用QS1电桥测量，几乎一半不能达到要求。本文将讨论我们在现场试验中遇到的问题。1QS1电桥测试 20世纪90年代以前，耦合电容器和电容分压器基本上使用的是油纸绝缘电容器，旧的预防性试验标准对其要求较松，介质损耗因数tanδ要求不大于0．5％。过去供用电单位普遍使用的是QS1西林电桥进行介质损耗因数测试。众所周知，QS1西林电桥仪器本身的误差达到±0．3％，且随试品电容量Cx的增大而增大。当用QS1西林电桥对油纸绝缘电容器进行试验时，由于其介质损耗因数的标准值（0．5％）较大，问题还不是很突出。但对膜纸复合绝缘电容进行试验时，却发现很多电容器的介质损耗因数超标，甚至交接时介质损耗因数已经超过规程［1］的要求。表1是佛山电力工业局用QS1西林电桥对膜纸复合绝缘电容器及油纸绝缘电容器进行交接、预防性试验的结果统计。 注：电容器按节数计算，试验时独立进行介质损耗因数测量的单元算1节，例如对TVC下节试验时，中间变压器抽头两侧电容C1n和C2单独试验，算2节。 表1不合格的膜纸复合绝缘电容器中，0．3％≤tanδ＜0．4％的15节，0．4％≤tanδ＜0．5％的3节，tanδ≥0．5％的4节（0．4％≤tanδ＜0．5％的已更换），而绝大多数不合格电容器（53节）的介质损耗因数介于0．2％～0．3％之间。 从理论上讲，膜纸复合绝缘电容器用聚丙烯薄膜与电容器纸复合浸渍有机合成绝缘油介质取代电容器纸浸矿物油介质，有功损耗较低，约只有油纸绝缘电容器的1／4，介质损耗因数应小于0．1％，因为其中聚丙烯粗化膜电容器的介质损耗因数只有0．01％，损耗为电容器纸的1／10，有机合成浸渍剂的介质损耗因数也只有0．03％。现场试验发现膜纸复合绝缘电容器介质损耗因数大大超过0．1％，甚至超标。有两个可能：一是制造上的原因，如引线端子焊接不良，引线片与铝箔接触不良，有毛刺，容易引起放电，铝箔或膜不平整，浸渍不良等，均会引起介质损耗因数增大；另一个原因是试验过程或仪器方面的，如果介质损耗因数的出厂试验值较小而现场试验值较大，则应考虑现场试验的复杂情况。2变频电桥测试2．1两种变频电桥介绍 为了真正测准膜纸绝缘电容器的介质损耗因数，1999年佛山电力工业局先后购买了3台分体式AI－6000变频电桥以及1台美国DOBLE公司的M4000变频电桥。二者均为M型电桥，采用线频调制测量技术，输出（50±5）Hz或50×（1±0．05）Hz的正弦波，用求平均的方法可得到50Hz下的介质损耗因数。分体式AI－6000变频电桥的介质损耗因数测试精度达到0．02％，采用光电传输信号，抗干扰能力强，在现场强干扰下试验的数据见表2；M－4000变频电桥的测试精度为0．01％，现场抗干扰能力更强，M－4000变频电桥能在20倍试品电流的干扰下保持技术要求，同时能抗500μT工频电磁干扰。例如在500 kV场地，500 kV电流互感器、均压电容器的介质损耗因数测试过程中，用静电电压表测量试品上的干扰电压高达12～15 kV，已经超过电桥的试验电压。即使配电子移相器，QS1电桥也根本不能调平衡，而用变频电桥测试，数据稳定，基本不随干扰电压变化。2．2介质损耗因数的测试 我们用AI－6000或M－4000变频电桥对佛山电力工业局所有膜纸复合绝缘电容器进行了复测，其中对无中压引出端子的TVC下节电容器用自激法分别测试C1n和C2，对桂林电力电容器厂有中压引出端子的少部分电容器仍采用正接法进行测量，测量结果见表3。测试结果表明，绝大多数膜纸复合绝缘电容器的介质损耗因数小于0．2％，也