均压环的漆膜对断口均压电容器介损测量的影响

2010-04-13孙恒峰陆建人潘恒晋张扬季楠耿勇德

电力工程技术 2010年6期

孙恒峰，陆建人，潘恒晋，张扬，季楠，耿勇德

（盐城供电公司，江苏盐城224005）

500kV高压断路器的断口均压电容器距离地面很高，现场预试时一般将高空测试钳夹在断路器的均压环上，如果均压环上有漆膜会对介损和电容量的测量造成影响。在对500kV盐都变电所田都5041开关的均压电容器进行例行试验时，就遇到了介损超标，电容量减小的情况：当测试线接在A相断路器均压环上时，测得介损为3.47%和2.20%，显著超标；测得电容量为1263pF和1222pF，比铭牌电容量2000pF少40%左右，而将测量线换至金属接触良好的位置，测得介损为0.28%和0.32%，测得电容量为2029pF和2040pF，数据合格。为了解释漆膜对均压电容器介损和电容量测量的影响，通过建立电路模型从理论上进行分析。

1 漆膜为纯电阻的电路模型

图1是500kV盐都变电所田都5041开关所使用的户外柱式断路器，型号为3AT2EI。假设均压环的漆膜为纯电阻模型，其与均压电容器的串联电路模型如图2所示。

R0为漆膜电阻；RX1为均压电容器串联模型的电阻；CX1为均压电容器串联模型的电容。

对图2的电路模型分析可知，漆膜对均压电容器电容量的测量没有影响，但是使介损因数增大（tanδ1=CX1+R0）。

实际的测量结果是介损因数显著增大，而且电容量减少40%左右，因此漆膜不能等效成纯电阻模型，需要建立新的模型。

2 漆膜包含电阻和电容的电路模型

由资料可知，漆膜是电介质[1-4]。当测试夹通电时，相当于2个电极，于是测试夹和漆膜间便形成电容，而且漆膜是有损的，因此漆膜是包含电容和电阻的电介质，其与均压电容器串联的电路模型如图3所示。图中R0为漆膜串联模型的电阻；C0为漆膜串联模型的电容；RX为均压电容器串联模型的电阻；CX为均压电容器串联模型的电容。

对图3的电路模型分析可知，C0与CX串联使总电容量减小，R0使电路总损耗增大，即介损因数tanδ增大。模型的分析结论与测量结果相符，从而验证了模型的正确性由图3可知。

漆膜的电容量和介损因数的表达式为：

式中：C测为测得的电容量；tanδ测为测得的介损因数；CX为均压电容器的电容量；tanδX为均压电容器的介损因数；C0为漆膜的电容量；tanδ0为漆膜的介损因数。

3 瓷支柱对测量的影响

本文研究的断路器为户外支柱式，其瓷支柱存在电容量和介损，正接线测量时瓷支柱存在分流，对介损测量造成影响。下面结合电路模型对其影响情况进行分析，电路模型如图4所示。C1为高压测量线处漆膜串联模型的电容；R1为高压测量线处漆膜串联模型的电阻；C2为电桥测量线处漆膜串联模型的电容；R2为电桥测量线处漆膜串联模型的电阻；CX为均压电容器串联模型的电容；RX为均压电容器串联模型的电阻；C0为瓷支柱串联模型的电容；R0为瓷支柱串联模型的电阻。

不考虑瓷支柱影响时，设电桥测量线处测得的电流为I˙X；考虑瓷支柱影响时，设电桥测量线处测得的电流为I˙'X，则有：

电介质的串联等值电路有如下关系式[1，2]：

将式（3）代入式（2）中，化简可得：

因C0＜＜C1，C2和CX，故式（4）中I˙X=I˙'X，即测量时瓷支柱分流很小，其对测量结果的影响可以忽略，所以实际的电路模型如图3所示。

4 实例分析

以500kV盐都变电所田都5041开关A相断路器的均压电容器为例进行分析，测量数据如表1所示。

根据图3所示的漆膜与均压电容器的串联电路模型，计算出漆膜的介损和电容量，如表2所示。

由表1和表2可知，1断口均压电容器电容量的真实值为2029pF，实际测量值为1263pF，漆膜的电容量为3346pF，漆膜的电容量与均压电容器的电容量是一个数量级，它们串联后使得电容量的测量值出现很大的偏差；1断口均压电容器介损的真实值为0.28%，实际测量值为3.47%，漆膜在交流电压下损耗很大，介损为8.73%，它与均压电容器串联后导致介损的测量值严重超标。2断口均压电容器的分析结论与1断口均压电容器类似，所以在测量中要尽量避免漆膜的影响。