油浸紙絕緣介質損耗角正切的特性

(1)影響油浸紙絕緣電纜 tg8的主要因素

①紙的密度 紙的密度越大，電纜的 tg8也就越大。圖 23 - 2 為 tg8與紙 的密度關系曲線。高壓電力電纜為了絕緣分階的需要，采用具有不同密度即 不同介電系數的紙。為了盡量減小 tg8，超高壓電纜常采用低密度的紙。

②半導體屏蔽  采用半導體屏蔽可以改善電纜的 tg8與溫度的關系， 如圖 23 - 3 所示。從電纜在加熱循環前后的 tg8與電壓的關系(如圖 23 - 4)也可看出半導體屏蔽的有益影響。

半導電紙能吸附油紙絕緣中的雜質，因而可以降低電纜的 tg8，并能 提高其絕緣強度，改善其耐老化性能。

油浸紙電纜的 tg8-溫度關系之典型曲線示于圖 23 - 11 。tg8主要由 兩個部分組成：一部分 tg8隨溫度上升而增加，它主要相應于離子電導的 介質損失角正切；另一部分隨溫度上升而下降，主要相應于紙的損耗和非 均勻介質所引起的吸收損耗。這兩部分合成的結果，在 20 ~ 60℃間出現 最小值。如果油的電導率很大，此一最小值將會消失。

溫度較高時，電纜絕緣的 tg8隨溫度上升，近似服從如下指數函數； tg88 = tg880 ea(8- 80 )

式中，tg88 及 tg880 分別表示溫度為 8及80 時的 tg8值，a系絕緣材料性質 有關的常數。

⑤電場強度  油紙絕緣電纜的 tg8與電場強度的關系如圖 23 - 12 所 示。對于浸漬良好不存在絕緣內部局部放電的電纜，tg8- 電壓曲線低而 平，如曲線 1 。含有氣隙的電纜當電壓高于氣隙的起始放電電壓時，tg8急

劇增加，如曲線 2 及 3 所示，曲線的轉折點 U1 及 U2 相應于局部放電起始 電壓。曲線 2 相應于電纜絕緣中含有大量氣隙，但氣隙不隨電壓增加而 增加，在電壓 U1 時開始放電，到電壓 u′時全部氣隙均已放電，1gδ出現最 大值。 

圖 23 - 12   油紙絕緣電纜的 1gδ

與電壓關系

1—絕緣 中不存在局部放 電  2—絕

緣于 U1  時開始局部放 電  3—絕緣

于 U2 時開始局部放電                                  電纜絕緣 1gδ與 電場 強度

的關系

1—20℃時 的 曲線  2—30℃ 時 的曲線  3—40℃時的曲線

對于絕緣不良或老化后的油紙電纜，1gδ在非常低的電場強度時出現 峰值，以后隨電場強度增加 1gδ下降。溫度越高，這種現象越明顯，如圖 23 - 13 所示。

(2)降低超高壓電纜 1gδ的若干方法

①降低紙的密度  采用降低紙中纖維含量的辦法可以適當降低紙的 1gδ，但紙的沖擊強度及機械強度也降低了。

②去離子水洗紙  造紙時用離子交換水洗去紙漿中的金屬離子，特 別是一價金屬離子 K + 及 Na + ，并適當降低紙的密度，可使電纜的 1gδ明顯 下降，1gδ80℃ 可降到 0. 0015 左右，而 1gδ100℃ 可降到 0. 002 左右。

③電滲析處理紙  紙在直流電場中的溶液中通過，紙中的離子移向 電極而被水帶走，從而降低了紙的 1gδ。也可以用這種方法處理紙漿，然 后再制成紙。用這種紙制成的電纜，其 1gδ80℃ 可降低到 0. 00134，1gδ100℃ 可 降低到 0. 00143。

④混抄紙  在紙漿中混入云母等成分而制成的紙，其 1gδ可以降低到

0 . 0012 - 0 . 0013。

⑤合成紙  用合成纖維制成紙，1gδ可降低到 10 - 4 的水平。