路飞翔

摘 要：文章具体的分析了现场测试高压电容型设备介质损失角正切值出现负值的原因，通过实例结合原理分析对最易造成误判断的几种负误差情况分别论述其产生原因及其特点，以提高试验人员对负误差测量结果危害性的认识，以期减少误判现象。

关键词：变频;干扰;T形网络;负介损

1 问题的提出

高压介质损耗测试是一项重要的试验项目，所用仪器是QS1、QS3型电桥。现在大多使用AI-6000智能型自动抗干扰电桥，该仪器性能优良，使用方便，但在2013年春检以来发生以下几例较集中的问题：

（1）2013年4月份220kV某某变电站春检，发现小容性试品出现负介损值的问题。由于当时湿度较大，外部温度升高后介损值数据趋于正常。

（2）2016年6月份，llOkV某变电站春检，111穿墙套管介质损耗偏大，118穿墙套管C相为负介质，怀疑为外瓷套潮湿、脏污或末屏小套管受潮，用热吹风处理后，未见明显效果。运回试验厂房进行试验，数据恢复正常。

2 对以上现象的分析，产生了以下几种分析结果。

（1）末屏小套管受潮或外瓷套脏污;

（2）磁场干扰;

（3）桥体抗干扰性能不稳定;

（4）T形网络干扰。

3 试验用介损测试仪的原理分析

AI-6000型电桥为济南泛华电子科技有限公司生产的自动抗干扰介质损耗测试仪。总结构方框图如下：

（1）工作步骤：接通总电源开关，主要电路通电，接通内高压开关，变频电源通电，启动测量后高压设定值送到变频电源，变频电源用PID算法将输出缓速调整到设定值，根据正、反接线和内、外标准电容的设置，测量电路自动选择输入并切换量程，测量电路共进行32次测量，经过排序选择一个中间值计算最终结果。测量结束，测量电路发出降压指令，变频电源缓速降压到0。

（2）工作原理：该仪器的输入采用选频原理，利用变频电源对干扰源的抑制，实现对试品介质损耗的精确测量。它的内部量程和计算均为自动实现，但它的CPU的算法原理同QSl型电桥是相同的，即复数的幅模平衡过程，QSl型的介质测试等值模型是串、并联的Rc等值模型。同样适用于AI-6000型介质测試仪。所以对QSl型电桥的各种分析方法均可用于AI 6000型电桥。该仪器采用变频抗干扰原理，应用I/V转换输入方式，高精度地锁相保证了对输入信号的选频，有效地抑制了干扰源。（梳状数字滤波原理请参阅相关的电子、电路资料。）

4 四种结论的分析

（1）第一种说法小套管受潮：经用热吹风处理后，未见变化，在以往处理中是比较奏效的方法，故不是主要原因。

（2）第二种说法磁场干扰：这种干扰对AI-6000型电桥值得注意，它的内部绝大部分是磁性材料元件，受电磁场干扰，有时也会发生数据丢失情况（曾经发生过因高压放电导致内部数据丢失的故障），但磁场的干扰，只要调整桥体的位置，即可避免（原理：磁晶各向异性）。

（3）第三种说法是要重点分析的。经过三年的应用，AI-6000型电桥的抗干扰性能是完全值得信赖的，未发生干扰情况下的测量误差问题，但也不能完全排除其出现问题的可能。

（4）第四种情况T形网络干扰是设备在安装后寄生电容产生的，与电场干扰无关，如能证明T形网络的存在，也就解释了第三种问题中对桥体抗干扰能力的怀疑。

5 T形网络的干扰原理

所谓T形网络就是在Rc串并联回路中存在另一个支路，将一部分的电流流入大地，从物理意义上讲，进入了R3臂的电流同电压转移了一个角，该角大于90°，故出现负介质损值。

6 结论与对策

（1）电桥接地须与试品接地良好联接，否则要产生介质测试值减小或负介损值;

（2）瓷套表面、小套管爱潮，T形网络干扰是产生负介损值的原因之一，潮湿气候条件下，应加护环试验;

（3）在潮湿天气下，用石蜡或硅油阻断泄漏回路，防止形成水膜或用热吹风吹干，低压电极注意屏蔽;建议对现场湿度进行测量.在相对湿度小于80%时方可试验;

（4）试验时现场的梯子、构架、引线等大接地体都应移开，以消除T形网络的影响。个别套管在现场无法处理后，应拆下套管，在适当的试验环境、垂直安放在良好接地的套管架上试验，所得试验结果可以做为设备绝缘状况的判据，否则，无论现场的正、反接线测试结果，均不能做为绝缘状况的判据。每年春季，降雨量较大，温度偏低，湿度较高，是发生T形网络干扰的重要因素;

（5）春检中出现的介损值数据分散性大.负介损值等原因有一个共同的规律，存在一个T形的干扰网络，也就是一个或多个分流回路，这同时提出一个问题：随着设备的更新，我们的试验分析理论手段必须更新，在阐述AI-6000电桥的工作原理时，引用Rc串联，并联等效模型，意在说明QSl型介质测试仪同AI-6000电桥在测试算法原理和等值模型上是一样的，但是要在此特别提出的是：以往分析的理论模型的基础是Rc集中参数模型，实践证明，在出现T形网络干扰、介质损耗出现误差时，并不能对该现象做出正确的理论分析，所以必须采用分布型参数分析方法，也就是按几何尺寸形成的分布若干段的阻抗模型，否则，停留在原来的理论分析基础上是无法正确认识新设备发生的新问题。

集中型、分布型参数的模型，如测量电力变压器套管tgδ和CX的等值线路见下图：

7 结束语

据相关报告、交流信息指出高压套管在春季检修试验中数据的分散性较大，经多方确证，产生的主要原因是：油品潮湿或有杂质。针对此种情况应积极开展油介质介电系数和电阻率的测试，在高压理论中，表征介质绝缘状况的品质因数Q=tgδ*εr，εr和ρ参数也会因测试手段的进步，而把品质因数的考核写入规程，所以应注意对εr和ρ的试验总结，以积累经验对设备进行综合分析。