谈克雄
清华大学电机工程系 北京 100084
0 概述
tanδ是电容型设备绝缘在线监测系统监测的主要参数之一。调查表明，介损在线监测的可靠性和稳定性都有待改进[1]。为能实时判断tanδ监测数据是否真实，研究了一种核查电容型设备(即试品)在线监测tanδ的模型，其思路是：人为调节试品参数，使tanδ值发生预期变化，同时用在线监测系统测量试品的tanδ，由实测与预期数据是否吻合来判断在线监测系统测得数据的真实性。
1 试品串联电阻后的tanδ
有损耗试品的串联等效电路图1(a)中tanδｘ＝ωCｘRｘ[2]，如图1(b)在试品下方串联电阻R1，则
对一Cｘ为405 pF的220 kV电容型套管，在其末屏引出线处串接电阻R1，试验室内用QS1电桥测量的结果见表1(Uｓ为电桥施加电压)。表2为Δtanδ的实测值和计算值，可见虽然实测值与R1有线性关系，但与计算值相比偏差较大。为究其原因，将一台Cｘ为981 pF、tanδｘ为0.21%的耦合电容器放在置于地面的绝缘板上，下电极处串接一10 kΩ电阻，测试整体的tanδ的结果表明，实测的Δtanδ与计算值比偏差较大。但若将耦合电容用绝缘绳吊离地面2 m，测得其tanδ为0.52%，或Δtanδ为0.31%，与按(2)式计算结果完全相同。这说明，上述偏差是试品下电极对地电容CE引起的，也即若CE较大，在将试品与电阻串联后，Δtanδ不再能用公式(2)进行计算。
2 离线检测模型
图2中测量套管串接电阻的电桥平衡时对角顶点A、B电位相同。Cｘ及R3支路中电流为I和I1,电桥平衡时，4个顶点A、B、S、E间阻抗平衡，若将S、A两点间的等值阻抗用Z=R+jωC表示，则有
与公式(2)相比，增加了等号右侧第二项，忽略此项必然带来偏差。
即使无R1，因存在末屏对地电容CE，所测介损仍包含Δtanδ＝ωCER3。CE＝910 pF，电桥平衡时R3＝800Ω，Δtanδ＝0.023%，故套管实际tanδｘ＝0.535%-0.023%=0.512%。由表3可见，实测与计算比较接近，但仍有(0.05～0.2)%的偏差，若将套管末屏与电阻R1间3～4 m引线约200 pF计入CE，则实测与计算值就更接近了。
3 在线监测模型
用CT在线监测流经套管的绝缘电流的接线见图3。因对地电容CE的分流作用，流经CT的实际电流为I1。对比图2、3，S、A、E支路中的R3被CT取代。因CT的阻抗可忽略，故：
某变电站110 kVCT串接电阻R1试验，实测的Δtanδ和按公式(5)的计算结果相比(见表4)，偏差均≤0.08%。
在线监测时需注意：①末屏处串联的电阻R1过大会引起电阻发热甚至设备故障，故须控制R1串接的持续时间(可在R1支路并联一个刀闸)；②为减少CE的影响，末屏到接地点的连接线宜用屏蔽线并尽量减短。
4 结论
a.在电容型设备的末屏串接电阻，可使tanδ的测量值发生预期变化，将它与在线监测装置的实测结果进行比较，可判断在线监测系统的工作是否正常，测量结果是否可信，对工程实践有重要作用。
b.在电容型设备的末屏串接电阻后，用电桥离线检测或用CT在线监测时,tanδ的预期变化分别为Δtanδ＝ωCｘR1＋ωCE(R1＋R3)或Δtanδ＝ωCｘR1＋ωCER1，对CE应考虑套管末屏和引线对地电容。
参考文献
1 郭碧红，杨晓洪.我国电力设备在线监测技术的开发应用状况分析电网技术，1999，23(8)：65
2 朱德恒，严璋等.高电压绝缘.北京：清华大学出版社,1992
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