電壓互感器倍頻感應耐壓試驗應用

吳忠　孫武強

【摘 要】隨著我國經濟的快速發展，各行各業都得到了前所未有的進步，尤其是電力行業。對于電力行業需要進行各種試驗，以此來保證電力系統的穩定性，對電壓互感器進行倍頻感應耐壓試驗有助于檢查其絕緣缺陷，本文介紹了多種倍頻感應耐壓試驗電壓測試方法，然后結合實際案例給出了倍頻感應耐壓試驗持續時間和前后對比策略，希望本文的工作能為從事相關工作的人員提供一定的指導和幫助。

【關鍵詞】電壓互感器；倍頻感應耐壓試驗；絕緣試驗

中圖分類號： TM451 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）31-0025-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.31.012

【Abstract】With the rapid development of China's economy， all walks of life have made unprecedented progress， especially in the power industry. Various tests are needed to ensure the stability of power system in power industry. Frequency doubling induction withstand voltage test of voltage transformer is helpful to inspect its insulation defects. This paper introduces several voltage test methods of frequency doubling induction withstand voltage test， and then gives the duration of frequency doubling induction withstand voltage test combined with practical cases. By comparing the time and strategy， I hope that the work of this paper can provide some guidance and help for the personnel engaged in related work.

【Key words】Voltage transformer； Voltage doubling induction withstand voltage test； Insulation test

0 引言

電壓互感器的作用為將高電壓按照一定的比例轉換為低電壓，電壓互感器一次側接在一次系統，二次設備和一次的高壓部分隔離，從而保證人身和整個設備的安全，根據有關部門的統計，在電力系統的事故中有一半以上的停電都是由設備缺陷造成的，為了分析電壓互感器中是否存在各種電磁線圈質量的問題，如導體銅線發生缺損、導線的外皮脫落、繞線存在多個打結的問題使互感器的主絕緣和縱絕緣出現各類缺陷，在實際的變電站維修中，需要對電壓互感器進行耐壓試驗。對于電壓互感器而言，其一次繞組的絕緣水平非常低，一般情況下只有5千伏左右，為此一次繞組的首段和末端不允許處在同一試驗的電壓之下，因此只允許采用感應耐壓的方法進行加壓測試，也就是將電壓互感器的末端進行接地，在二次繞組的端部進行加壓操作，從而在一次繞組處感應出需要的試驗用電壓。實際現場中多采用倍頻耐壓試驗，從而避免因感應電壓引發大量的損耗和鐵芯飽和。

1 倍頻感應耐壓試驗的電壓測量方法

據有關單位統計，在電力系統中，60%以上的停電事故都是由于設備的絕緣發生問題引起的，整個設備的絕緣劣化期都會經歷一個比較長的發展階段，在這個階段，絕緣材料會呈現出一部分物理或者化學的信息，這類信息可以用來分辨絕緣的情況，對于及時發現缺陷并進行處理有很大的幫助。作為電壓互感器而言，其在電力系統中的作用不言而喻，保證二次回路和電壓互感器穩定運行非常關鍵。進行倍頻感應耐壓試驗時給鐵芯增加1.3倍的額定電壓時行不通的，若要實現預先的電壓值，需要進行感應倍頻試驗，感應耐壓試驗的頻率分別為100、150、200赫茲，以此感應出相應的試驗電壓，其分布情況和運行時的相同，并且要比運行電壓值要高，從而可以達到考核電壓互感器縱絕緣的目的。在對分級絕緣電壓互感器倍頻感應耐壓試驗時，需要在互感器的高壓側直接對電壓值進行測量，這樣主要是為了防止低壓側進行測量時對容升電壓忽視，從而不利于高壓絕緣。下表1為電壓互感器倍頻耐壓試驗進行高壓側接線所用到的器件：

如果試驗的現場不允許直接對高壓側直接的進行測量，此時可以在二次側進行測量。試驗接線可以單臺分級絕緣電壓倍頻，一般需要在二次側施加倍頻耐壓，在輔助繞組的端子進行測量。

2 電壓互感器的容升電壓

電壓互感器容易出現“容升效應”，非常容易對回路的電壓產生影響，當電壓升高時就會出現試品和儀器的絕緣受到影響，嚴重的將發生絕緣擊穿問題，使測量的儀器設備出現精度上的誤差。電壓互感器會自動對電壓進行跟蹤，進而控制整個升壓，可以實現對儀器和試品的自動保護功能。在電力系統中，如果容性功率采用互感器時，將出現電壓升高的現象。在空載線路上，會出現電壓的逐步上升，這就是所謂的容升效應。倍頻感應耐壓升壓的時候需要綜合考慮電壓互感器出現的容升電壓，一般來說電壓互感器的容升電壓與周圍的漏抗和電容相關。在進行耐壓試驗時，繞組上的容性電流作用下回出現漏抗壓降，從而會出現一個現象，就是容性電流作用的繞組上的壓降值比實際的輸出電壓值會高，這就是電壓互感器的容升效應。當電壓互感器的漏抗和電容性非常大的時候，容升的效應會比較明顯。下表為各電壓等級下的容升電壓實際值：

從上表中可以看出當額定電壓為35千伏時，其互感器耐壓為72千伏，加上容升電壓就會達到74.16千伏，為此，在二次繞組中施加倍頻電壓時應該進行相應的降低，從而確保一次電壓值的準確度。

3 倍頻感應耐壓試驗電壓持續時間

對電壓互感器進行倍頻耐壓試驗時，一旦試驗的電壓頻率比二倍頻電壓低時，需要在全電壓下進行一分鐘的實驗；而當試驗電壓比2倍頻大的時候，則全電壓的試驗時間可以用公式t=120*（f1/f2），公式中的t表示的試驗電壓所持續的時間值，f1則表示額定的頻率，f2表示的是試驗電壓頻率，單位用赫茲表示。試驗所用的電壓值需要持續的實踐不得比15秒小，而如果在加試驗電壓的過程中由于中途的電力出現故障，使整個的實驗處于停滯狀態，恢復電源之后需要重新的全電壓耐壓試驗，由此可見，采用倍頻感應電壓試驗的電壓持續時間并不是固定不變的數值，需要根據具體的實驗情況而定，這一點非常的重要。

4 倍頻感應耐壓試驗接線及過程

試驗開始的時候，需要將電壓互感器的外殼、鐵芯、二次繞組、輔助繞組、一次繞組等尾部接地。一般而言35千伏的電壓互感器需要從二次側進行加壓，110千伏及以上的電壓互感器可以從輔助繞組進行加壓試驗，在輔助繞組加壓試驗所需的試驗容量比二次側進行加壓時要小得多，與此同時，當需要進行試驗的電壓互感器容量非常大的時候，則可以選用二次繞組補償的方法進行電感補償，也能選用二次繞組和輔助繞組串聯起來進行加壓試驗，這樣能產生更好的效果。下面為試驗的具體步驟：第一，對試驗用的電壓互感器進行充分的放電操作，然后將高壓端進行接地的引線進行拆除，通過合理布置試驗的的設備，如外殼接地可以極大的保證安全。第二，按照預先整理的圖紙進行接線操作，等到接線完畢以后，對所接的線路進行充分檢查，以便及時的調整、檢查操作箱的保護裝置，利用萬用表對三相的電壓值進行測量。第三，在接通三相電源以后，將電源的開關合上，從零開始進行升壓操作，在試驗的時候應該對電流表和電壓表的數值變化進行仔細觀察，需要密切的關注地關注電壓波形，在提升速度為75%試驗電壓的時候應以每秒2%的速度進行升壓操作，并開始計時操作。第四，電壓互感器的耐壓試驗結束以后，需要將電壓值降低到零或者接近于零，然后將試驗的電源切斷，采用放電棒對試驗所用的電壓互感器進行充分的放電，然后將試驗所用的線路進行拆除，試驗至此結束。

5 案例分析

在電壓互感器型號為JDZX9-35，試驗的電壓為95千伏采用三倍頻變壓器進行電壓互感器倍頻感應耐壓試驗，在互感器繞組上加的試驗電壓值為運行電壓的倍數，在實驗中嚴格控制了三倍頻發生器輸入電壓的高低，當輸入電壓太低的時候，則發生器中輸出3次諧波含量就會比較低，而輸入的電壓值特別高時，輸出的效率值就會變得更低，一旦輸入的電壓不合格，那么就需要選用調壓器對勵磁電壓進行調節。試驗完成以后，進行了報告編制，對運行編號、天氣情況、試驗人員、環境溫度、濕度、電壓互感器參數、試驗的結果等其他內容進行了填寫。

6 結束語

在對絕緣電壓互感器進行倍頻感應耐壓試驗的時候，需要綜合考慮容升的影響，在整個試驗的前后需要及時的進行空載電流試驗，不單單需要對需要測試的電壓互感器試驗的結果進行比較，而且還需要對變壓互感器進行判斷，以便確定其是否合格，這是后期倍頻感應耐壓試驗應用的關鍵點，也是試驗的過程中需要高度注意的事項。

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