CVT介质缺陷的低压测试技术

文/李胜 詹红生 田军明 方堃

电容式电压互感器（CVT）主要用在35kV及以上电力线路中，担任一次高压测量的作用。CVT通常有2-3个绕组，分别为计量、保护、测量绕组。CVT状态异常可能导致变电站计量和保护系统数据异常，如发生保护误动作，或保护系统动作失效等。作为重要的电力设备，CVT的品质管理和运维不容小视，但目前测试技术手段有限。离线法主要是耐受电压和介质损耗测试。因耐受电压有较强的破坏性，只对绝缘强度合格与否的判别，无法识别绝缘缺陷；介质损失是一种测量损耗角的方式，有一定的缺陷或介质参数变化的测试能力，但实际应用中，介质损失测试受环境影响大，且其试验电流较小，对内部发生的缺陷诊断不够灵敏，即使被试品存在缺陷，单纯依赖介质损耗参数很难作出检测结论。

1 CVT检测技术现状

针对容性高压设备缺陷灵敏度提升的检测方法有：局部放电试验或局部放电在线测量法、红外测温法、阻抗频响法等，其中局放试验法需施加额定工作电压，有破坏性；红外测温法和在线局放测试需在线测试，对新购设备或试验大厅的实验样品的检测则需搭建工频运行环境；阻抗频响法是一种离线测试法，可用于试验大厅和现场设备的离线检测，该技术在电缆、电容器等领域被证实有较高的灵敏度和缺陷侦测能力，本文重点对该技术进行分析，探讨该技术应用在CVT测试方面的技术特点。

表1：阻抗频响法的典型频率范围

2 阻抗频响法原理及特点

阻抗频响法是一种低压非破坏性的宽频阻抗测试方法，对被试品内部有较强的分布参结构的环境非常实用。根据被试品绝缘强度的不同，阻抗频响法的测试量程调整较大，重点体现在低频段的调整，如电压等级高的设备，低频段响应电流小，误差偏大，由此通常阻抗频响法用于评估绝缘阻抗值，频率范围起点较高，在数千赫兹到数百千赫兹之间。同样，由于被试品分布参数结构不同，测试的频率上限也有较大的差异，典型的频率范围如表1所示。

由此可见，电容式电压互感器的典型测试频率大概为补偿电容器和电磁式互感器的交集，选择该频率范围的主要原因是：

（1）获得较合适的响应电流，降低诊断误差。

（2）捕捉被试品的谐振频率点。

其中谐振频率点，指被试品自身内部的等效阻抗元素之间固有的谐振频率，即当激励信号频率与固有频率相同时，内部产生谐振，产生较大的能量损耗。

3 基于谐振的CVT分析法

如前所述，谐振对于CVT运行条件而言，是一种危害较大且不可避免的现象。但CVT主要运行环境是工频，只要确保两个因素，即可降低谐振危害：

（1）提高谐振频率；

（2）降低系统谐波或冲击波频率，使之与谐振频率远离。

借助该特点，可通过谐振特性测试分析CVT的运行环境，也可根据CVT谐振频率的变化分析内部分布参数是否存在改变，即是否存在介质缺陷。

4 小结

阻抗频响法可用于发现CVT内部谐振频率，或绘制CVT的阻抗频响曲线。实际用于介质缺陷时，为进一步提高灵敏度，还可在不同接线状态下综合评估多组频响曲线的差异，如测试高压侧电容对地频响时，将二次绕组开路，短路及其他标准负载阻抗下分别测试，还可考虑部分二次绕组短路，部分二次绕组开路，利用二次绕组之间的短路电流互感耦合效应，产生新的耦合电流来辨别谐振阻抗的稳定性。当然，在开展谐振点比对时，只能在相同接线状态下进行。作者将在后期开展实物测试，深入分析不同接线状态下分析介质缺陷。