油浸纸绝缘介质损耗角正切的特性

(1)影响油浸纸绝缘电缆 tg8的主要因素

①纸的密度 纸的密度越大，电缆的 tg8也就越大。图 23 - 2 为 tg8与纸 的密度关系曲线。高压电力电缆为了绝缘分阶的需要，采用具有不同密度即 不同介电系数的纸。为了尽量减小 tg8，超高压电缆常采用低密度的纸。

②半导体屏蔽  采用半导体屏蔽可以改善电缆的 tg8与温度的关系， 如图 23 - 3 所示。从电缆在加热循环前后的 tg8与电压的关系(如图 23 - 4)也可看出半导体屏蔽的有益影响。

半导电纸能吸附油纸绝缘中的杂质，因而可以降低电缆的 tg8，并能 提高其绝缘强度，改善其耐老化性能。

油浸纸电缆的 tg8-温度关系之典型曲线示于图 23 - 11 。tg8主要由 两个部分组成：一部分 tg8随温度上升而增加，它主要相应于离子电导的 介质损失角正切；另一部分随温度上升而下降，主要相应于纸的损耗和非 均匀介质所引起的吸收损耗。这两部分合成的结果，在 20 ~ 60℃间出现 最小值。如果油的电导率很大，此一最小值将会消失。

温度较高时，电缆绝缘的 tg8随温度上升，近似服从如下指数函数； tg88 = tg880 ea(8- 80 )

式中，tg88 及 tg880 分别表示温度为 8及80 时的 tg8值，a系绝缘材料性质 有关的常数。

⑤电场强度  油纸绝缘电缆的 tg8与电场强度的关系如图 23 - 12 所 示。对于浸渍良好不存在绝缘内部局部放电的电缆，tg8- 电压曲线低而 平，如曲线 1 。含有气隙的电缆当电压高于气隙的起始放电电压时，tg8急

剧增加，如曲线 2 及 3 所示，曲线的转折点 U1 及 U2 相应于局部放电起始 电压。曲线 2 相应于电缆绝缘中含有大量气隙，但气隙不随电压增加而 增加，在电压 U1 时开始放电，到电压 u′时全部气隙均已放电，1gδ出现最 大值。 

图 23 - 12   油纸绝缘电缆的 1gδ

与电压关系

1—绝缘 中不存在局部放 电  2—绝

缘于 U1  时开始局部放 电  3—绝缘

于 U2 时开始局部放电                                  电缆绝缘 1gδ与 电场 强度

的关系

1—20℃时 的 曲线  2—30℃ 时 的曲线  3—40℃时的曲线

对于绝缘不良或老化后的油纸电缆，1gδ在非常低的电场强度时出现 峰值，以后随电场强度增加 1gδ下降。温度越高，这种现象越明显，如图 23 - 13 所示。

(2)降低超高压电缆 1gδ的若干方法

①降低纸的密度  采用降低纸中纤维含量的办法可以适当降低纸的 1gδ，但纸的冲击强度及机械强度也降低了。

②去离子水洗纸  造纸时用离子交换水洗去纸浆中的金属离子，特 别是一价金属离子 K + 及 Na + ，并适当降低纸的密度，可使电缆的 1gδ明显 下降，1gδ80℃ 可降到 0. 0015 左右，而 1gδ100℃ 可降到 0. 002 左右。

③电渗析处理纸  纸在直流电场中的溶液中通过，纸中的离子移向 电极而被水带走，从而降低了纸的 1gδ。也可以用这种方法处理纸浆，然 后再制成纸。用这种纸制成的电缆，其 1gδ80℃ 可降低到 0. 00134，1gδ100℃ 可 降低到 0. 00143。

④混抄纸  在纸浆中混入云母等成分而制成的纸，其 1gδ可以降低到

0 . 0012 - 0 . 0013。

⑤合成纸  用合成纤维制成纸，1gδ可降低到 10 - 4 的水平。