220kV電容式電壓互感器介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量測(cè)試分析

1、220kV 電容式電壓互感器介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量測(cè)試分析摘要：目前，電容式電壓互感器（CVT）在電網(wǎng)中應(yīng)用越來越普及，其中，220kV 電壓等級(jí)的CVT在結(jié)構(gòu)上具有典型意義。根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定，例行試驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行 耦合電容器的介質(zhì)損耗因數(shù)（tan6）和電容量測(cè)試，以檢查互感器中是否存在受潮、 絕緣老化等缺陷。關(guān)鍵詞： 220kV 電容式；電壓互感器；介質(zhì)損耗因數(shù)；電容量測(cè)試一、介質(zhì)損耗原理分析（一）介質(zhì)損耗分類 按絕緣資料介質(zhì)損耗的物理性質(zhì)，能夠分為以下幾種根本形式：（1）漏電導(dǎo)損耗：任何電介質(zhì)總有必定的導(dǎo)電才能。所以，在電壓效果下電 介質(zhì)中流過走漏（電導(dǎo)）電流，構(gòu)成能量損耗。這種損耗在交、直流電

2、壓效果下 都存在。（2）極化損耗：電介質(zhì)在溝通電壓效果下，發(fā)作周期性的極化。此刻介質(zhì)中 的帶電質(zhì)點(diǎn)（主要是離子）在交變電場(chǎng)效果下，做往復(fù)有限位移并重新擺放，這 種損耗稱為極化損耗。如果電源頻率添加，質(zhì)點(diǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率也添加，極化損 耗增大。在溝通電壓效果下，電介質(zhì)（指不均勻的）的夾層極化重復(fù)引起電荷重 新散布（吸收電流），這個(gè)進(jìn)程也要耗費(fèi)能量。（3）部分放電損耗：常用的固體絕緣資料中總有氣隙（或油隙）。絕緣資料 各層的電場(chǎng)強(qiáng)度幾乎與該層資料的相對(duì)電容率（介電系數(shù)）成反比。氣體的介 電系數(shù)較固體絕緣資料低得多，所以氣隙部分的電場(chǎng)強(qiáng)度較大。但是，氣隙的耐 壓強(qiáng)度卻遠(yuǎn)低于固體絕緣資料。（二）高壓介損

3、儀工作原理經(jīng)過一個(gè)可程控的調(diào)頻調(diào)幅變頻電源，發(fā)生4070Hz可調(diào)的正弦波，經(jīng)過激 磁變壓器，驅(qū)動(dòng)諧振回路作業(yè)，最終輸出實(shí)驗(yàn)要求的電壓，加到被試電流互感器 上。經(jīng)過電流互感器的三相被試回路的電流信號(hào)，以及規(guī)范回路的電流信號(hào)，經(jīng) 過高壓介損測(cè)量板高精度實(shí)時(shí)高速采樣，并經(jīng)單片機(jī)剖析計(jì)算，然后得出被試品 的電容量及介損值。二、測(cè)量方法（一）正接法被試品不接地，橋體 E 端接地，在需求屏蔽的場(chǎng)合， E 端也能夠用于屏蔽。此刻，橋體處于地電位，R3、C4可安全調(diào)理。各種介損測(cè)驗(yàn)儀器正接法接線辦法 根本一致，這兒以濟(jì)南泛華AL6000自動(dòng)抗干擾精密介質(zhì)損耗測(cè)驗(yàn)儀為例介紹。 測(cè)量220kV電容式電壓互感器上節(jié)

4、電容C11介質(zhì)損耗（一次接頭拆掉），設(shè)置電 壓為 10kV。（二）反接法被試品接地，橋體U端接地，E端為高壓端，在需求屏蔽的場(chǎng)合，E端也能 夠用于屏蔽。此刻橋體處于高電位，R3、C4需經(jīng)過絕緣桿調(diào)理。這種辦法橋體處 于高電位，儀器內(nèi)部高低壓之間需求做好絕緣防護(hù)辦法。測(cè)量220kV電容式電壓 互感器上節(jié)電容C11介質(zhì)損耗（一次接頭無法拆掉），設(shè)置電壓為10kV。（三）自激法關(guān)于電容式電壓互感器的分壓?jiǎn)卧?，因?yàn)镃12和C2銜接處是封閉的，不能直 接選用正接法測(cè)驗(yàn)。如果測(cè)量 C12 和 C2 的串聯(lián)值，因?yàn)槠渑c中心變壓器對(duì)地電 容跟C12和C2構(gòu)成“T形網(wǎng)絡(luò)”。如果中心變壓器介損較大，以及現(xiàn)場(chǎng)存在的

5、電磁 場(chǎng)干擾都構(gòu)成成果可能呈現(xiàn)負(fù)值。因而應(yīng)選用自激法進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。經(jīng)過二次繞組加壓在中心變壓器一次側(cè)感應(yīng)出高壓施加于試品上進(jìn)行測(cè)量。 因?yàn)槎卫@組容量及電容尾端絕緣水平約束，施加電壓不能超過3000V, 般選 用 2500V 測(cè)量。一般 C12 較 C2 電容量要小。測(cè)量成果不大于 0.5%即能夠?yàn)楹细瘢?一起也應(yīng)輔佐考慮其他測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目的成果，以及與歷次實(shí)驗(yàn)成果比照，歸納判別設(shè) 備的絕緣情況。三、影響tan6的因素（一）溫度的影響一般絕緣的tan6值均隨溫度的上升而增大（少數(shù)極性絕緣資料在外）。一般 來說，對(duì)各種被試品，不同溫度下的tan6值是不可能經(jīng)過通用的換算式獲得精確 換算的，故應(yīng)盡量爭(zhēng)奪在差

6、不多的溫度條件下測(cè)出tan6值，并以此來作彼此比較。 因而，tan6測(cè)量作業(yè)最好在10-30C規(guī)模內(nèi)并與前次測(cè)量時(shí)附近的溫度下進(jìn)行， 且符合規(guī)程的規(guī)則：“進(jìn)行絕緣實(shí)驗(yàn)時(shí)，被試品溫度不該低于+5C，野外實(shí)驗(yàn) 應(yīng)在良好的氣候進(jìn)行，且空氣相對(duì)濕度一般不高于 80%”。（二）頻率的影響當(dāng)頻率為零時(shí)，tan6亦為零。在必定的頻率規(guī)模內(nèi)，tan6跟著頻率的添加而 添加。這是因?yàn)榻橘|(zhì)極化的時(shí)刻與溝通半周期時(shí)刻持平時(shí)，發(fā)生的介質(zhì)損耗最大。 若頻率再增高時(shí)，則因時(shí)刻太快，極化不完全（偶極子來不及擺放），介質(zhì)損耗 將跟著頻率的添加而減小。因?yàn)殡姎庠O(shè)備均處在50Hz的作業(yè)頻率下，所以tan6 實(shí)驗(yàn)所選用的電源也應(yīng)滿

7、意工頻規(guī)模（一般為45-65HZ）。在異頻下測(cè)量時(shí)應(yīng)考 慮頻率對(duì)介損的影響。（三）電壓的影響當(dāng)外加電壓升高時(shí)，tan6與電壓無直接的聯(lián)系，只要在電壓上升到某一數(shù)值, 即到達(dá)介質(zhì)的部分放電開始電壓以上時(shí)，tan6才急劇添加。因?yàn)樵诒囟ǖ慕蛔冸?壓效果下，介質(zhì)中部分（夾雜的氣泡或雜質(zhì)）電場(chǎng)可能很強(qiáng)，然后首要放電，發(fā) 生附加損耗，使tan6跟著電壓的升高而添加。也有一部分試品在電壓升至必定值 時(shí)介損值呈現(xiàn)下降的情況。因而在較高電壓下（設(shè)備額外作業(yè)電壓下）測(cè)量tan, 能夠比較真實(shí)地反映設(shè)備的絕緣情況，便于及時(shí)精確地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的絕緣缺點(diǎn)。此外，測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)還遭到部分缺點(diǎn)和外表的影響。其間，前者既與部

8、 分缺點(diǎn)占全體的體積巨細(xì)有關(guān)，又與部分缺點(diǎn)本身的絕緣情況有關(guān)；而后者，當(dāng) 空氣相對(duì)濕度較大或外表臟污時(shí)，瓷外表走漏電流的影響，使測(cè)驗(yàn)成果誤差很大， 易發(fā)生誤判別。四、試驗(yàn)危險(xiǎn)點(diǎn)及注意事項(xiàng)（一）危險(xiǎn)點(diǎn)分析及控制措施（1）防止高處墜落 運(yùn)用梯子應(yīng)有人扶持或綁牢，高處作業(yè)應(yīng)系好安全帶。（ 2）防止高處落物傷人 高處作業(yè)運(yùn)用工具袋，上下傳遞物件應(yīng)運(yùn)用繩子拴牢傳遞，制止投擲。（ 3）防止人員觸電拆，接實(shí)驗(yàn)接線前，應(yīng)將被試設(shè)備對(duì)地放電。加壓前應(yīng)與檢修負(fù)責(zé)人協(xié)調(diào)， 不允許有穿插作業(yè)。作業(yè)人員應(yīng)與帶點(diǎn)部位堅(jiān)持滿足的安全間隔。實(shí)驗(yàn)儀器的金 屬外殼應(yīng)牢靠接地，儀器操作人員有必要站在絕緣墊上。實(shí)驗(yàn)進(jìn)程加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，并

9、履行大聲呼唱制度。（二）注意事項(xiàng)測(cè)量應(yīng)在良好的氣候，空氣濕度不高于 80%，互感器本體及環(huán)境溫度不低于 +5C的條件下進(jìn)行?；ジ衅鞲浇哪咎?、架構(gòu)、引線等所構(gòu)成的雜散電容，會(huì)對(duì) 測(cè)量成果產(chǎn)生較大影響，應(yīng)予撤除或移遠(yuǎn)。實(shí)驗(yàn)要運(yùn)用相同類型的測(cè)量?jī)x。實(shí)驗(yàn) 人員之間應(yīng)分工清晰，測(cè)量時(shí)應(yīng)配合默契，測(cè)量進(jìn)程中要大聲呼唱。遇潮濕氣候 時(shí)、互感器外表臟污，則需進(jìn)行屏蔽測(cè)量，屏蔽是在互感器套管中上部外表用軟 銅線環(huán)繞幾圈，引至絕緣電阻表的“G”端，以消除外表走漏的影響。制止在有雷 電或附近高壓設(shè)備時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，防止發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)。五、常見故障原因分析（一）介損偏大或不穩(wěn)定 可能掛鉤或測(cè)驗(yàn)夾子接觸不良，接地不良等。儀器接

10、地應(yīng)盡量接近被試品。 別的判別是否遭到強(qiáng)干擾影響。（二）介損值偏小一般測(cè)量電容很小的被試品時(shí)，遭到T形網(wǎng)絡(luò)的影響，經(jīng)過改動(dòng)測(cè)驗(yàn)線視點(diǎn), 擦洗烘干設(shè)備外表等辦法加以改善。別的也可能遭到干擾影響。（三）儀器不能升壓 查看設(shè)備接地刀閘是否翻開，拔出測(cè)驗(yàn)線后升壓，若仍是不能排除，能夠判 別儀器內(nèi)部毛病。（四）CVT方式不能測(cè)量萬用表測(cè)量自激電壓輸出，查看C2下端接地是否翻開，查看中心變壓器尾段 X 是否接地。（五）輕載或過載 查看高壓測(cè)驗(yàn)線是否擊穿，芯線是否短線，芯線與屏蔽是否短路。（六）反接線電容偏大 反接線時(shí)測(cè)驗(yàn)夾對(duì)地附加電容會(huì)帶來測(cè)量誤差，可選用全屏蔽的測(cè)驗(yàn)線進(jìn)步測(cè)量精度。六、結(jié)論tan6和電容量測(cè)量作為表征CVT絕緣功能的最主要的指標(biāo)，能夠較好地反映 CVT內(nèi)部存在的絕緣缺點(diǎn)，了解CVT的tan6和電容量測(cè)量原理和測(cè)驗(yàn)辦法，有利 于全面了解現(xiàn)在常用的tan6測(cè)量作業(yè)，并防止測(cè)驗(yàn)中因?yàn)楦蓴_等要素構(gòu)成的測(cè)量 誤差。參考文獻(xiàn)王