110kV电容式电压互感器介损试验及常见问题分析

蓝彬

【摘 要】为了保证电气设备的安全稳定运行及电网的可靠工作，必须按照相关规程定期对电气设备开展预防性试验。本文主要讲述电力系统中常见的110kV电容式电压互感器的结构特点，及其介损试验以及标准。同时介绍了测量介损常用的仪器及方法。另外列举出试验工作中一些常见的问题及注意事项，并对其进行分析。

【关键词】电容式电压互感器；介损；试验；问题分析

中图分类号： TM451.2 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）25-0025-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.25.011

【Abstract】In order to ensure the safe and stable operation of electrical equipment and power grid，we must follow the relevant regulations and conduct preventive tests on electrical equipment on a regular basis.This article focuses on that 110kV capacitive voltage transformer's structural features in the power system，include it's dielectric loss and standard.At the same time，I also introduce the instruments and methods of measuring dielectric loss.And listing some common problems and precautions in the experiment，which we should analyze。

【Key words】Capacitive voltage transformer；Dielectric loss；Experiment；The analysis of problems

0 前言

隨着电力系统的不断发展，电气设备的更新换代也在不断加快。相对于传统的电磁式电压互感器，电容式电压互感器是一种新型的产品，其内部的电容分压器可将线路电压降到中压（一般为10～20kV），然后再经中间变压器降到100V 或 100/√3V，供给继保装置和测量仪表使用。电容式电压互感器具备绝缘性能好，耐雷水平高，防谐振性能好，二次输出容量大以及良好的瞬变响应特性等特点，在实际应用中可同时兼顾电压互感器和电力线路载波耦合电容器两种设备的功能，因此近年来电容式电压互感器在110kV 及以上电压等级的电力系统中得到了非常广泛的使用，现常见于变电站内线路间隔及母线间隔，已经基本取代了旧有的电磁式电压互感器。

1 电容式电压互感器结构特点

现电力系统中的电容式电压互感器的常见结构为叠装式，是由电容分压器和电磁单元组成，其原理图如下图1所示。电容分压器是由主电容 C1 和分压电容 C2 组成，其中主电容又是由数台耦合电容器串联而成。A是电容分压器高压端，A1是中间变压器一次端子与电容分压器的连接点，即中压端。中压端从结构上也分为两种，一种是试验抽头引出（常见于大连互感器厂、桂林电容器厂的产品），一种是无试验抽头引出。其电磁单元在下节油箱内，是由中间变压器T、阻尼器D、补偿电抗器L、保护装置P组成。其中补偿电抗器L是用来补偿电容分压器的容性阻抗，使电压稳定；阻尼器D用于限制过电压以及抑制持续的铁磁谐振；保护装置P并联于补偿电抗器两端，用于限制过电压，一般可以采用避雷器或其他放电间隙。电容分压器低压端N、中间变压器一次绕组尾端XL及其二次端子1a1n、dadn，均从油箱正面的出线端子盒引出。

2 电容式电压互感器介损试验

2.1 介质损耗的概念

电介质在外电场的作用下，内部会产生一定的泄漏电流，泄漏电流中的有功分量就会产生介质损耗。通过介质损耗试验，可以检测出设备绝缘的分布性缺陷，如绝缘受潮、绝缘油劣化变质、绝缘中存在气隙放电等。

2.2 测量仪器的使用

测量介损所用的电桥原理如图2及图3所示，不管是传统的西林电桥，亦或是如今最常用的数字电桥，其关键原理都是为了使电路达到平衡。在平衡电路的状态下，西林电桥可通过CX=CN*R4/R3和tanδ=ωC4R4计算出被试品的电容及介损。而数字电桥的原理仍然是基于最传统的桥式电路，其最大的不同在于使用智能计算机模块所代替了西林电桥中的平衡检流计，例如济南泛华生产的AI6000k系列的变频自动抗干扰精密介损测量仪，其工作原理就是在对被试品进行变频（45Hz～55Hz）测量，自动调节输出试验电流，然后通过傅立叶变换排除过滤干扰成分，智能计算机模块对标准值和实测值进行矢量计算，幅值用于计算电容量，角差用于计算介质损耗正切角tanδ。

2.3 介损的测量

关于电容式电压互感器介损的测量，一般有两种方法。一种是针对带有试验抽头的电容式电压互感器，可采用正接法分别测量上节和下节的电容量及介损。另一种是针对无试验抽头引出的，则采用自激法进行试验。

下面以无试验抽头引出的电容式电压互感器的试验为例，简述采用自激法测量介损的接线方式及注意事项。

自激法试验接线如上图所示。测量C1和tanδ1时，仪器高压线接C2的低压端N端，测试线Cx接C1上端，中间变压器一次绕组尾端XL必须保持接地，由仪器低压输出端从中间变压器开口绕组励磁加压。需要注意的是，为了避免损坏二次绕组的绝缘，试验电压不能大于2.5kV。而测量C2和tanδ2时，仪器高压线接C1上端，仪器测试线Cx接C2低压端N端，XL端仍然保持接地，由仪器低压输出端从中间变压器开口绕组励磁加压。试验电压与之前保持一致，不得大于2.5kV。