介質(zhì)損失角正切與使用的材料種類、性能、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工藝處理方法、處理質(zhì)量以及清潔程度有關(guān)。利用這些因素可以對(duì)絕緣總體的干燥質(zhì)量、吸潮程度、清潔度以及老化情況等進(jìn)行判斷。對(duì)生產(chǎn)中的新變壓器,最主要是絕緣中的含水量影響介損。
對(duì)于運(yùn)行中產(chǎn)品絕緣老化反而會(huì)使tgδ值減。ㄔ谝欢妷褐狄韵聲r(shí)),因此只靠這個(gè)因素來判斷絕緣性能是否良好,是不夠確切的。還應(yīng)該根據(jù)絕緣定期預(yù)防性試驗(yàn)資料進(jìn)行比較。
在電壓作用下,電介質(zhì)產(chǎn)生一定的能量損耗,這部分損耗稱介質(zhì)損耗或介質(zhì)損失。產(chǎn)生介質(zhì)損耗的原因主要是電介質(zhì)電導(dǎo)、極化和局部放電。具體為電介質(zhì)電導(dǎo)引起的損耗、極化引起的損耗、局部放電引起的損耗。
1、介質(zhì)損失角正切
對(duì)絕緣介質(zhì)施加交流電壓,在絕緣介質(zhì)中就會(huì)產(chǎn)生損耗,因而電路中的電流就會(huì)滯后于位移電流,δ角如圖3-5。90°—δ就是電路中電流I和施加電壓之間的功率因數(shù)角,因?yàn)楹苄。?br style="display: block;" />
所以
介質(zhì)中的損耗:
當(dāng)δ很小時(shí),
介質(zhì)損耗除了在直流電壓作用下那樣產(chǎn)生傳導(dǎo)電流造成的熱損耗之外。在交流電壓作用下,介質(zhì)極化產(chǎn)生損耗。介質(zhì)極化包括:
(1)電子位移極化原子和離子在外電場作用下,圍繞著原子核旋轉(zhuǎn)的電子層會(huì)逆著電場方向產(chǎn)生位移,使正負(fù)電荷中心不再重合,而形成了偶極子(圖3 -6a)。
(2)原子位移極化大多數(shù)結(jié)晶材料在外電場作用下,構(gòu)成分子的原子也會(huì)產(chǎn)生偏移,而形成偶極子(圖3- 6b)。
(3)偶極子轉(zhuǎn)向極化極性材料物質(zhì)本身內(nèi)部存在永久性的偶極子,沒有外電場時(shí),其偶極子之間各個(gè)方向上的機(jī)率相同,偶極矩互相抵消,不呈現(xiàn)介質(zhì)極化,當(dāng)有外電場作用時(shí)極性分子開始沿電場方向排列,電場強(qiáng)度越高,呈現(xiàn)的偶極矩越大 ,這 叫做偶極子極化(圖3 -7)。
為了改善電場,在變壓器、互感器、套管等高電壓電器中采用兩種或兩種以上的絕緣材料組合使用(油紙),在外電場的作用下介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)會(huì)沿著電場遷移,遷移過程中遇到障礙會(huì)在二種材料的介面上停留,形成極化電流(圖3-8)。
極化電流Q在電壓作用下,電介質(zhì)產(chǎn)生一定的能量損耗,這部分損耗稱介質(zhì)損耗或介質(zhì)損失。產(chǎn)生介質(zhì)損耗的原因主要是電介質(zhì)電導(dǎo)、極化和局部放電。測量電介質(zhì)損耗的常用儀器RT8000變壓器介質(zhì)損耗測試儀。