CVT介質缺陷的低壓測試技術

文/李勝 詹紅生 田軍明 方堃

電容式電壓互感器（CVT）主要用在35kV及以上電力線路中，擔任一次高壓測量的作用。CVT通常有2-3個繞組，分別為計量、保護、測量繞組。CVT狀態異常可能導致變電站計量和保護系統數據異常，如發生保護誤動作，或保護系統動作失效等。作為重要的電力設備，CVT的品質管理和運維不容小視，但目前測試技術手段有限。離線法主要是耐受電壓和介質損耗測試。因耐受電壓有較強的破壞性，只對絕緣強度合格與否的判別，無法識別絕緣缺陷；介質損失是一種測量損耗角的方式，有一定的缺陷或介質參數變化的測試能力，但實際應用中，介質損失測試受環境影響大，且其試驗電流較小，對內部發生的缺陷診斷不夠靈敏，即使被試品存在缺陷，單純依賴介質損耗參數很難作出檢測結論。

1 CVT檢測技術現狀

針對容性高壓設備缺陷靈敏度提升的檢測方法有：局部放電試驗或局部放電在線測量法、紅外測溫法、阻抗頻響法等，其中局放試驗法需施加額定工作電壓，有破壞性；紅外測溫法和在線局放測試需在線測試，對新購設備或試驗大廳的實驗樣品的檢測則需搭建工頻運行環境；阻抗頻響法是一種離線測試法，可用于試驗大廳和現場設備的離線檢測，該技術在電纜、電容器等領域被證實有較高的靈敏度和缺陷偵測能力，本文重點對該技術進行分析，探討該技術應用在CVT測試方面的技術特點。

表1：阻抗頻響法的典型頻率范圍

2 阻抗頻響法原理及特點

阻抗頻響法是一種低壓非破壞性的寬頻阻抗測試方法，對被試品內部有較強的分布參結構的環境非常實用。根據被試品絕緣強度的不同，阻抗頻響法的測試量程調整較大，重點體現在低頻段的調整，如電壓等級高的設備，低頻段響應電流小，誤差偏大，由此通常阻抗頻響法用于評估絕緣阻抗值，頻率范圍起點較高，在數千赫茲到數百千赫茲之間。同樣，由于被試品分布參數結構不同，測試的頻率上限也有較大的差異，典型的頻率范圍如表1所示。

由此可見，電容式電壓互感器的典型測試頻率大概為補償電容器和電磁式互感器的交集，選擇該頻率范圍的主要原因是：

（1）獲得較合適的響應電流，降低診斷誤差。

（2）捕捉被試品的諧振頻率點。

其中諧振頻率點，指被試品自身內部的等效阻抗元素之間固有的諧振頻率，即當激勵信號頻率與固有頻率相同時，內部產生諧振，產生較大的能量損耗。

3 基于諧振的CVT分析法

如前所述，諧振對于CVT運行條件而言，是一種危害較大且不可避免的現象。但CVT主要運行環境是工頻，只要確保兩個因素，即可降低諧振危害：

（1）提高諧振頻率；

（2）降低系統諧波或沖擊波頻率，使之與諧振頻率遠離。

借助該特點，可通過諧振特性測試分析CVT的運行環境，也可根據CVT諧振頻率的變化分析內部分布參數是否存在改變，即是否存在介質缺陷。

4 小結

阻抗頻響法可用于發現CVT內部諧振頻率，或繪制CVT的阻抗頻響曲線。實際用于介質缺陷時，為進一步提高靈敏度，還可在不同接線狀態下綜合評估多組頻響曲線的差異，如測試高壓側電容對地頻響時，將二次繞組開路，短路及其他標準負載阻抗下分別測試，還可考慮部分二次繞組短路，部分二次繞組開路，利用二次繞組之間的短路電流互感耦合效應，產生新的耦合電流來辨別諧振阻抗的穩定性。當然，在開展諧振點比對時，只能在相同接線狀態下進行。作者將在后期開展實物測試，深入分析不同接線狀態下分析介質缺陷。