电力干式变压器绝缘介质损耗测试技术

在交流电压的作用下，绝缘介质会在绝缘介质内部产生损耗，包括绝缘介质极化引起的损耗、绝缘介质表面放电引起的损耗和绝缘介质内部局部放电引起的损耗。

干式变压器tgd绝缘试验的特点

(1)干式变压器绝缘良好时，外加电压与tgd的关系近似为水平直线，外加电压上升和下降时测得的tgd值基本一致。当施加的电压达到一定的极限时，tgd曲线开始向上弯曲。

(2)如果绝缘介质处理不当或绝缘介质中残留气泡，绝缘介质的热失重大于良好绝缘的热失重。同时，极低电压下工艺处理不好的绝缘介质可能发生局部放电，因此tgd曲线会提前向上弯曲，电压上升和下降时测得的tgd值不一致。

(3)绝缘老化时，绝缘介质在低电压下的tgd可能小于绝缘良好时的tgd，但tgd开始升高的电压较低，即在较低电压下tgd曲线向上弯曲。

(4)绝缘容易吸潮。一旦湿气被吸收，tgd将随着电压的升高而迅速增加，并且当电压上升和下降时测量的tgd值不一致。

(5)当绝缘有离子缺陷时，tgd曲线随电压升高而向下弯曲，即tgd随电压升高而降低。

干式变压器油tgd升高的原因及绝缘阻尼的判断

大型干式变压器油tgd增加的可能原因如下

(1)将溶胶杂质浸泡在油中。研究表明，干式变压器出厂前的残油或固体绝缘材料中存在溶胶杂质；也可以在安装过程中再次浸入焊料杂质；操作过程中也可能产生溶胶杂质。干式变压器油的介质损耗因数主要取决于油的电导，电导与电导系数成正比。油中溶胶粒子存在后，电泳现象(带电溶胶粒子在外电场作用下定向运动的现象，称为电泳现象)引起的电导系数可能超过介质正常电导的几倍或几十倍，于是tgd值增大。

胶体粒子的沉降平衡使分散体系在每个水平面上有不同的浓度，浓度越靠近容器底部越大，可以用来解释干式变压器油的上介损系数小，下介损系数大的现象。

(2)油的低粘度使电泳电导增大，介电损耗因子增大。虽然粘度、比重、闪点等。一些工厂生产的油都在合格范围内，它们相对较低，因此在相同的污染条件下，它们更容易受到污染。这是因为低粘度容易迁移接触的固体材料中的灰尘，这增加了每单位体积油中溶胶颗粒的数量，并且粘度小，这增加了电泳电导，导致总导电系数，即总介电损耗因子的增加。

(3)热油循环增加了油的带电趋势，导致介损系数增大。大型干式变压器安装后，需要进行热油循环干燥。一般情况下，厂家供应新油，其电气化趋势很小。但干式变压器注油后，有的仍有新油低带电趋势，有的增加带电趋势。热油循环后，加热会不同程度地增加所有油的带电趋势，这与其介质损耗因子密切相关，油的介质损耗因子随着带电趋势的增加而增加。因此，热油循环后油带电趋势的增加也是油介质损耗因数增加的原因之一。 #p#分页标题#e#

(4)微生物和细菌感染。这主要是由于安装和检修时苍蝇、蚊子和细菌的侵入造成的。在干式变压器的现场检查中，发现绕组表面附着有一些蚊子。微虫、细菌、霉菌等。其中大部分生活在石油的下层沉积物中。由于污染，油中含有水、空气、碳化物、有机物、各种矿物质和微量元素，促进真菌的生长。干式变压器的温度适合这些微生物的生长，对油中微生物的生长和油的性能有很大的影响。发现冬季介质损耗因数稳定。环境阈值与油中微生物的生长直接相关，油中微生物的数量决定了油的电学性质。因为微生物富含蛋白质，所以具有胶体性质。所以石油的微生物污染实际上是一种微生物胶体污染，微生物胶体带电，影响石油电导的增加，所以电导损失也增加。

(5)油含水量的增加导致介质损耗因数的增加。对于纯油，当油中含水量的体积分数较低(如30-40ppm)时，对油的tgd值影响不大，只有当油中含水量较高时，影响才非常显著。

在实际生产运行中，经常会遇到以下情况：经过真空、过滤、净化处理后，油的含水量很小，而油的介电损耗因子相对较高。这是因为油的介电损耗因子不仅与含水量有关，还与许多因素有关。对于溶胶颗粒，直径在10-9-10-7m之间，可以通过滤纸，所以经过二级真空滤油器处理后，溶胶颗粒的介电损耗因子不会降低。在这种情况下，通常使用硅胶或801吸附剂进行处理，以获得良好的效果。

tgd检测和故障判断示例

(1)某厂使用的干式变压器，绕组介损由三年前的0.3%上升到1.2%，绝缘电阻吸收比1.67，耐油电压49kV，油中水分体积分数15.5ppm，为了查明介损是否因油质劣化而增加，测试了70下油的介损为0.05%，从而排除了油质差的因素。吊芯检查未发现明显水迹。经过进一步分析，找出了介质损耗增加的原因。干式变压器高压绕组的额定电压为10kV，主绝缘几乎全部由油浸纸构成，没有大的油隙，因此绕组绝缘的介质损耗与纸的介质损耗大致相等。纸的介电损耗为1.2%，含水量达到2%，所以略湿。至于绝缘电阻等数值，由于绝缘阻尼轻微，干式变压器体积小，不明显。干式变压器的储油柜是一种普通的敞开式储油柜，吸水后逐渐受潮。干燥后，干式变压器的介损恢复正常。

用tgd来判断干式变压器的绝缘状况是不够的

完善，如试验电压远比运行电压低，其有效性随着干式变压器电压等级的提高，容量和体积的增大而下降，且干式变压器承受绝缘强度试验的能力与tgd的大小没有直接的内在联系等。但实际试验证明，如果干式变压器绝缘干燥处理不良、油、纸绝缘中含水量较高、则干式变压器的tgd将较大。而较大的tgd是干式变压器运行中引起绝缘击穿和绝缘热老化的潜在因素，对干式变压器的制造、检修和运行都提出了更高的要求。#p#分页标题#e#

来源：北极星整理