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变压器的高压侧套管易受高介电及热应力影响,高压侧套管故障是引起被迫停运及变压器故障的主要因素之一。一些研究表明套管故障占到变压器故障的40%。还有数据显示52%的套管故障是很严重的,会引起即发火灾导致间接危害。
因此,采用功率因数和电容的在线监测是非常有效且可靠的诊断工具。一种灵敏的在线获得这些参数的方法是和电流法。该在线监测方法的基础是比较三相套管系统的绝缘特性。通过定向的增大测试抽头的电流,即可确定套管的状态。如果是同样规格的套管且系统电压平稳,和电流即为零。当然实际安装中是不可能的。
如图所示,图中给出了典型的电容式套管内的电容分布。故套管带电后,泄漏电流较电压相角提前90。因此,如绝缘性能下降,泄漏电流中则出现与电压相位相同的阻性分量。
因此,容性设备电容量及介损tan角的任何改变也导致泄漏电流的变化(容性、阻性分量的改变)。此款容性设备在线监测系统通过安装在套管测试抽头的末屏传感器连续检测一组三相套管的泄漏电流,随后通过对泄漏电流的矢量分析表征电容量及介损的变化,并通过与系统初始值的比较而得到泄漏电流的在线趋势显示。系统初始值可通过套管的出厂测试或现场的离线测试获得。
对泄漏电流的一种处理技术为矢量电流叠加法。其原理是一组泄漏电流中的任何一个分量的改变均对该组电流的矢量和产生影响。由于单支套管泄漏电流的阻性分量与绝缘介损相关,该阻性分量的改变也对泄漏电流的矢量和产生微小影响,故该技术可检测到介损的微小变化,从而使得单个泄漏电流的微小变化也可通过电流矢量和得以检测。通过电流和矢量的相位变化可以进而推导一组套管中的一支绝缘发生了改变。