DL∕T 1994-2019 电容型油纸绝缘设备介电响应试验导则(电力).pdf

ICS 29.240.01 F 24 备案号：63143-2018 中华人民共和国电力行业标准 DL / T 1994 2019 电容型油纸绝缘设备介电响应试验导则 Guide for dielectric response test on capacitive-type oil-paper insulation equipment 2019-06-04发布 2019-10-01实施 国家能源局 发 布 I 目目 次次 前言.II 1 范围. 1 2 规范性引用文件. 1 3 术语和定义. 1 4 频域介电响应试验要求. 1 5 试验接线. 2 6 试验记录. 4 7 试验数据分析. 4 附录 A（资料性附录）试验记录格式. 6 附录 B（资料性附录）设备绝缘纸中含水量估算方法. 7 DL/T xxx201X II 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写的规则制订。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由电力行业高压试验技术标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、国网江苏省电力有限公司、国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、国网安徽省电力有限公司、国网山东省电力公司电力科学研究院、深圳供电局有限公司、西安交通大学、重庆大学、中国电力科学研究院有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、东南大学。 本标准主要起草人：吴益明、蔚超、李建生、陆云才、吴鹏、陶风波、周志成、杨小平、刘洋、范忠、廖才波、张冠军、杨丽君、王胜权、孙磊、于淼、程涣超、丁国成、杨家辉、曹彬、杜林、陈庆涛、吴兴旺、杨海涛、朱孟兆、朱文兵、田杰。 本标准为首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761）。 DL / T 1994 2019 1 电容型油纸绝缘设备介电响应试验导则 1 范围 本标准规定了频域介电响应法检测电容型油纸绝缘设备 （以下简称设备） 介质损耗因数等电气性能参数的基本要求。 本标准适用于变压器（电抗器）、电磁式电压互感器、电流互感器、电容式套管等电容型油纸绝缘设备。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 DL/T 474.3 现场绝缘试验实施导则 介质损耗因数tan试验 DL/T 580 用露点法测定变压器绝缘纸中平均含水量的方法 DL/T 596 电力设备预防性试验规程 DL/T 1154 高压电气设备额定电压下介质损耗因数试验导则 3 术语和定义 下列术语和定义适应于本标准。 3.1 频域介电响应 frequency domain dielectric response 电介质的介质损耗因数等电气性能参数随频率变化的响应特性。 4 频域介电响应试验要求 4.1 试验条件 本试验宜在设备及环境温度不低于5、空气相对湿度不大于80%的条件下进行。 供电电源应满足以下要求： 电压：220(110%)V； 频率：50Hz0.5Hz； 波形：正弦波，波形失真率不大于5%。 4.2 试验准备 试验前，应拆除与被试设备套管端部相连的所有引线，清除设备周围的杂物，将设备充分放电，必要时对设备绝缘表面进行清洁或干燥处理。 检查被试设备状态，确保设备内部绝缘介质的温度保持相对稳定。 4.3 对试验仪器的要求 试验仪器应满足下列要求： a）空载时最大输出电压不低于200V，输出频率范围包括1mHz1kHz频段； DL / T 1994 2019 2 b）电压、电流测量误差小于0.2%； c）支持设备绝缘纸含水量估算功能； d）工作环境温度范围-545，湿度范围10%90%； e）测试系统应配备专用测试线，并具有自保护功能。 5 试验接线 5.1 一般要求 按照DL/T 474.3、DL/T 1154中电气设备介质损耗因数试验的接线方法，连接待测试设备和测试仪器，屏蔽线就近连接设备外壳接地端。所有接线均应稳定、可靠。 当现场杂散干扰较多时，适当提高试验电压，减少现场干扰因素的影响。 5.2 变压器 以单相三绕组自耦变压器高、中压绕组与低压绕组间绝缘的介电响应试验为例，高、中压绕组及中性点必须短接加压，低压绕组短接并连接至介电响应测试仪的“Cx”端子。试验接线如图1所示。 Cx介电响应测试仪“Cx”端子；T变压器；CHL高、中压绕组与低压绕组间绝缘的等值电容；a、x低压绕组端子；A、Am、AN高压、中压绕组及中性点端子 图1 单相三绕组自耦变压器试验接线图（虚线为测试屏蔽线） 5.3 电抗器 电抗器介电响应试验接线如图2所示。 加压至油箱外壳， 绕组短路并连接至介电响应测试仪的 “Cx”端子。 DL / T 1994 2019 3 Cx介电响应测试仪“Cx”端子；L电抗器；A、X绕组端子；CL绕组对地绝缘的等值电容 图2 电抗器试验接线图（虚线为测试屏蔽线） 5.4 电磁式电压互感器 电磁式电压互感器介电响应试验接线如图3所示。一次侧绕组短路加压，二次侧绕组短路并连接至介电响应测试仪的“Cx”端子。 Cx介电响应测试仪“Cx”端子；PT电磁式电压互感器；CHL一、二次绕组间绝缘的等值电容 图3 电磁式电压互感器试验接线图（虚线为测试屏蔽线） 5.5 电流互感器 电流互感器介电响应试验接线如图4所示。一次导杆加压，末屏引线接至介电响应测试仪的“Cx”端子。 DL / T 1994 2019 4 CXCTCx Cx介电响应测试仪“Cx”端子；CT电流互感器；CX主绝缘的等值电容 图4 电流互感器试验接线图（虚线为测试屏蔽线） 5.6 电容式套管 变压器电容式套管单相介电响应试验接线如图5所示。相同电压等级的三相绕组及中性点（若中性点有套管引出者）必须短接加压，非测量绕组各相短路接地，待测套管的末屏引线接至介电响应测试仪的“Cx”端子。 CXABCNTCx Cx介电响应测试仪“Cx”端子；T变压器；CX待测套管绝缘的等值电容 图5 变压器套管单相试验接线图（虚线为测试屏蔽线） 6 试验记录 将试验数据填入数据记录表格中（参见附录A）。 7 试验数据分析 7.1 横向比较 DL / T 1994 2019 5 对比同一制造厂在同一时期制造的同型号设备的频域介电响应特性曲线， 判断设备内部绝缘受潮和老化状态。该方法不需要设备原始的频域介电响应特性曲线，现场应用较为方便，但应排除对比的设备发生相似程度变化的可能。 7.2 纵向比较 对同一台设备不同时期的频域介电响应特性曲线进行比较， 判断设备内部绝缘受潮和老化状态。 该方法具有较高的判断准确性， 但需要预先获得设备原始的频域介电响应特性曲线， 并应排除因检测条件变化造成的影响。 7.3 绝缘纸含水量分析 绝缘纸中含水量的增加将导致介质损耗因数与频率的关系曲线向高频率方向移动， 通过分析介质损耗因数与频率的关系曲线可估算绝缘纸中含水量。估算方法参见附录B。 绝缘纸中含水量的判断可参考DL/T 580、DL/T 596标准的相关规定。当超过表1所列数值时，应引起注意，并结合设备制造、运输、运行情况分析原因。 表1 设备绝缘纸含水量注意值 试验阶段 绝缘纸含水量注意值 出厂试验 330kV及以上设备，不大于0.5%； 220kV及以下设备，不大于1%。 交接试验 较出厂试验，应无明显变化。 运行中 500kV及以上设备，不大于1%； 330kV设备，不大于2%； 220kV及以下设备，不大于3%。 DL / T 1994 2019 6 附录附录 A （资料性附录）（资料性附录） 试验记录格式 A.1 电容型油纸绝缘设备介电响应试验数据记录 电容型油纸绝缘设备介电响应试验记录格式见表 A.1。 表 A.1 电容型油纸绝缘设备介电响应试验记录 设备名称 型号 出厂编号 制造单位 制造时间 试验地点 试验时间 环境温度 环境湿度 % 试品温度 测试仪器 介质损耗因数与频率的曲线（tan-f 曲线） 含水量 % 试验人员: DL / T 1994 2019 7 附录附录 B （资料性附录）（资料性附录） 设备绝缘纸中含水量估算方法 B.1 油-纸绝缘介质损耗因数随频率的关系曲线 电容型油纸绝缘设备油-纸绝缘系统的介质损耗因数 tan 与频率 f 之间呈典型的“S”形曲线，如图B.1 所示。水分影响低频区域和高频区域。曲线的中间，斜率比较陡的部分体现了油的传导性。绝缘材料的几何形状确定了斜率较陡的左侧“突起” 。 图 B.1 介质损耗因数与频率的关系曲线 B.2 设备绝缘纸含水量估算方法 电容型油纸绝缘设备内部绝缘由不同比例的绝缘油和绝缘纸（板）组成。以变压器为例，其内部油-纸绝缘结构由隔板、垫块、撑条、压板、匝间绝缘、层间绝缘、线段间绝缘、变压器油等构成。图 B.2所示为双绕组变压器主绝缘结构， 可简化成只有一个油隙、 一个隔板和一个撑条所组成的 XY 等效模型。 高压绕组隔板撑条低压绕组 （a）双绕组变压器主绝缘结构 （b）等效模型 X油道中所有隔板所占的比例，即所有隔板厚度总和除以油道的总宽度；Y所有撑条宽度总和除以油道的周长 图 B.2 双绕组变压器主绝缘结构及其等效模型 XY 等效模型的复介电常数 *计算式如(B.1)所示。式中，T 为模型的温度，*撑条、*隔板、*油分别表示撑条、隔板和变压器油的复介电常数，其中，*撑条、*隔板近似等于绝缘纸（板）的复介电常数 *纸板。 11( , )=+11-1-YYYTYXXXXXX=+纸板隔板油油纸板撑条撑条 (B.1) 变压器油的复介电常数 *油计算公式如(B.2)所示。式中，(T)为温度 T 时变压器油的电导率，0为DL / T 1994 2019 8 真空的绝对介电常数。 0( )=2.2iTT 油( , ) (B.2) 测量绝缘纸（板）含水量常采用曲线比对的方法，具体流程如图 B.3 所示，主要包括四个步骤： a）制备不同含水量的绝缘纸（板） ，测量各绝缘纸（板）不同温度下的复介电常数，建立不同含水量绝缘纸（板）在各温度时的复介电常数数据库。 b）测量待测试设备的 tan-f 曲线，记录测量时的温度 T，并根据绝缘纸（板）与油道的尺寸估算体积分数 X 和 Y； c）从数据库中依次提取 T 温度下不同含水量绝缘纸（板）的复介电常数，并将油的电导率和绝缘纸（板）的复介电常数带入式(B.2)、(B.1)，计算得到油-纸绝缘的 tan-f 介质响应曲线； d）将计算得到的曲线序列与设备实测曲线进行对比，确定相似度最高的计算曲线，该计算曲线对应的绝缘纸（板）的含水量即为待测试设备绝缘纸的含水量。步骤 c）中油的电导率可测量或估算获得，如估算获得，需根据对比结果修正后再次进行计算对比。 电抗器、电磁式电压互感器、电流互感器、电容式套管绝缘结构的等效模型与变压器的相似，只需要根据绝缘结构调整 X、Y 即可获得。 图 B.3 设备绝缘纸含水量估算流程