容性设备是变电站中数量较多的一次性设备，其主要分布在不同电压等级的线路侧、母线以及主变压器中，并且具有较大的对地等效电容，对电网的安全运行具有重要的影响。容性设备相对介质损耗测试是在交流电压的作用下来测试绝缘介质的电力，通过对电流成本进行分析来得到介质损耗的大小以及绝缘的手抄程度，并且测试效果较好。目前的容性设备相对介质损耗测试法可以避免电压互感器角差的影响，抗干扰能力以及仪器准确度都比较高，进而提升了测试的可靠性以及准确度。
一、容性设备相对介质损耗测试的基本原理
容性设备相对介质损耗测试主要基于相对比较理念，其测试值是经过换算之后的比较值。容性设备相对介质损耗测试过程中，需要从基准端末端接线地以及末屏获取电流信号IN，在被试品末端接线地以及末屏获取电流信号IX，利用谐波分析可以得到电流信号的相位夹角以及基波幅值，进而换算出电容量值以及相对介质损耗。
通常情况下，基准设备为投运较新、电容量较大的设备，这样可以获得较为稳定的基准电流，并且根据相关应用导则中的优先条件来进行选择，如果距离较远还需要选择同类异相。根据容性设备相对介质损耗测试的原理，利用参考设备以及被试设备在相同电压作用下的电流信号，可以计算出相对介质的损耗因数。选择试验初值的过程中，需要符合国家电网相关规程的要求，保证介质损耗因素在设备停电状态下合格，并且带电后的检测数值为初值[1]。
二、容性设备相对介质损耗测试的抗干扰措施
1、末屏接地状况
接地电流的大小会受到末屏接地可靠性的影响，进而使测试结果出现偏差。部分容性设备的接口结构存在问题，导致传感器与末屏引出线的连接处长期暴露在空气中，导致腐蚀或者接地螺钉松动等情况的发生，进而降低接地的可靠性，影响到容性设备的安全运行。因此在测试之前，需要对末屏引下线的接地情况进行认真检查，当发现问题之后及时采取相应的措施[2]。
2、连接电缆线
连接电缆线的接口会出现锈蚀的情况，进而对测试数据造成一定的影响。测试过程中主要通过穿心电流互感器来获取到末屏接地电流，并利用电缆线将信号传输给仪器信号处理单元。实际测试过程中，接地电流大小一般为毫安级别，当电缆线接口处存在锈蚀的情况，就会影响到接口与电缆线芯的接触，增大接触电阻，进而导致获得的电流较小，对测试结果造成很大的影响。因此，在每次测试之前都需要对电缆线的接口进行认真检查，如果发现存在锈蚀的情况要将其进行认真清理。
3、天气影响
如果空气中的湿度较高，容性设备的末屏会出现受潮的情况，降低末屏的绝缘性能，增加电流中的阻性电流成分，进而增大介质损耗因数。当天气较好的时候，末屏绝缘会恢复到正常状态，介质损耗因素变得正常。因此，在容性设备相对介质损耗测试过程中，应该保证空气湿度在85%以下，尽量选择晴天开展测试。
4、电磁干扰
容性设备相对介质损耗测试一般都是在带电状态下进行的，极易受到变电站的电磁干扰，鸡儿影响到穿心电流互感器对末端或者末屏接地电流的获取，如果电容量较小、电压等级较低时，容性设备的对地电流比较小，受到干扰的情况下就很难获取到电流信号。因此，容性设备相对介质损耗测试之前，需要保证设备的接地可靠，可以将金属屏蔽外壳加装在穿心电流互感器周围，防止电磁干扰[3]。
三、容性设备相对介质损耗测试的案例分析
对某变电所开展容性设备相对介质损耗测试，发现一号主变压器的侧电流互感器C相的相对介质损耗较大，已经超过相关规程的要求。在长期的跟踪测试下，此相的数据一直偏大，其介质损耗值已经超出最大规程值。
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1、相对介质损耗测试
容性设备相对介质损耗测试过程中，发现一号主变压器的侧电流互感器C相的数据异常，通过对其测试结果进行分析，发现其已经超过国家电网相关规程中要求的注意值，也就说存在较大的问题。通过对各种外因的分析，其测试天气较好，末屏接地情况良好，电缆连接口没有锈蚀情况的出现，也没有受到电磁干扰。将外因排除之后，对其进行复测以验证可靠性。为了保证数据的重复性以及准确性，对一号主变压器进行了多次测试，通过复测发现其C相的相对介质损耗一直都比较大，远远超过了相关规定的要求，并且与初次测试结果基本相同。
2、综合分析
2.1 红外测温
复测过程中对变压器进行了红外测温，发现其三相接头处都没有明亮的热点，也就表明接头比较良好；没有出现色差，也就表明没有出现缺油的情况，电容量不会出现太大的变化。通过红外测温无法判断其油品的质量以及绝缘性能等情况，需要使用别的方式。
2.2 绝缘及停电介质损耗试验
通过初试以及复测发现其相对介质损耗一直处于较高的状态，由于设备的使用年限较长，因此可能存在绝缘老化的情况。因此，需要对一号主变压器进行停电检查，通过介质损耗试验以及绝缘试验，发现其盖板处存在较大的问题，盖板受到严重的腐蚀，并且其内部还有一个杂草鸟窝。变压器内部的环氧树脂存在明显的褪色情况，存在老化的可能，同时末端引出小套管处存在轻微的漏油。清除鸟窝并将渗油擦拭干净之后进行绝缘及停电介质损耗试验。通过试验结果可以看出，C相主绝缘的电容量以及介质损耗都处于正常状态，末屏绝缘比较低，小于国家电网相关规程中的标准值。通过对其进行末屏介质损耗分析得出，发现C相的末屏介质损耗已经超出来国家电网相关规程中的要求值[4]。
2.3 油色谱
分析一号变压器C相的绝缘油油色谱，发现其总烃以及H2的含量远远超过国家电网相关规程中的要求值，并且其水分含量也接近于注意值。通过三比值法能够计算出其编码，并且故障类型为低能放电故障，油中会产生电火花。通过三比值法以及油色谱试验，可以看出油中已经渗有一些水分。
3、综合分析结果
根据以上各类带电停电试验分析，以及拆盖板发现的末屏状况，基本可以判断由于末屏引出小套管存在渗油、环氧树脂板老化及末屏处筑有鸟窝，导致末屏处油已受潮，使得末屏绝缘偏低，介质损耗值偏大，并使得整体相对介质损耗值也偏大。由于问题的及时发现，工区迅速将问题更换，从而避免了一起事故的发生。
结束语
通过具体的实例分析，开展容性设备相对介质损耗测试过程中，需要严格遵守相关流程，将各种干扰因素排出，进而保证测试数据具有较高的准确性。如果发现数据异常的情况可以进行多次复测，并且结合局部放电测试、油色谱以及红外测温等方式进行诊断。这样可以有效的发现造成容性设备相对介质损耗的原因，进而采取相应的解决措施。
参考文献
[1] 王烨, 杨晓国. 容性设备相对介质损耗因数及电容量比值带电测试方法探析[J]. 电器与能效管理技术, 2017(10):66-69.
[2] 杨剑锋, 牛育忠, 吕安璞,等. 电力容性设备介质损耗测量方法及其影响因素分析[J]. 电子世界, 2018(9):34-35.
[3] 刘胜军, 段志国, 冯正军,等. 基于虚拟仪器技术的容性设备介质损耗检测装置设计[J]. 科技创新与应用, 2016(5):57-57.
[4] 沈显庆, 段小龙, SHENXianqing,等. 变电站容性设备介损在线监测数据压缩与预处理方法[J]. 黑龙江科技大学学报, 2016, 26(2):187-191.
论文作者:何智杰1傅炜婷2刘逸峰3林燕桢4邹丽彬5张俊琎6
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
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