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1、220kV 电容式电压互感器介质损耗因数及电容量测试分析摘要：目前，电容式电压互感器（CVT）在电网中应用越来越普及，其中，220kV 电压等级的CVT在结构上具有典型意义。根据相关规程规定，例行试验时要进行 耦合电容器的介质损耗因数（tan6）和电容量测试，以检查互感器中是否存在受潮、 绝缘老化等缺陷。关键词： 220kV 电容式；电压互感器；介质损耗因数；电容量测试一、介质损耗原理分析（一）介质损耗分类 按绝缘资料介质损耗的物理性质，能够分为以下几种根本形式：（1）漏电导损耗：任何电介质总有必定的导电才能。所以，在电压效果下电 介质中流过走漏（电导）电流，构成能量损耗。这种损耗在交、直流电
2、压效果下 都存在。（2）极化损耗：电介质在沟通电压效果下，发作周期性的极化。此刻介质中 的带电质点（主要是离子）在交变电场效果下，做往复有限位移并重新摆放，这 种损耗称为极化损耗。如果电源频率添加，质点往复运动的频率也添加，极化损 耗增大。在沟通电压效果下，电介质（指不均匀的）的夹层极化重复引起电荷重 新散布（吸收电流），这个进程也要耗费能量。（3）部分放电损耗：常用的固体绝缘资料中总有气隙（或油隙）。绝缘资料 各层的电场强度几乎与该层资料的相对电容率（介电系数）成反比。气体的介 电系数较固体绝缘资料低得多，所以气隙部分的电场强度较大。但是，气隙的耐 压强度却远低于固体绝缘资料。（二）高压介损
3、仪工作原理经过一个可程控的调频调幅变频电源，发生4070Hz可调的正弦波，经过激 磁变压器，驱动谐振回路作业，最终输出实验要求的电压，加到被试电流互感器 上。经过电流互感器的三相被试回路的电流信号，以及规范回路的电流信号，经 过高压介损测量板高精度实时高速采样，并经单片机剖析计算，然后得出被试品 的电容量及介损值。二、测量方法（一）正接法被试品不接地，桥体 E 端接地，在需求屏蔽的场合， E 端也能够用于屏蔽。此刻，桥体处于地电位，R3、C4可安全调理。各种介损测验仪器正接法接线办法 根本一致，这儿以济南泛华AL6000自动抗干扰精密介质损耗测验仪为例介绍。 测量220kV电容式电压互感器上节
4、电容C11介质损耗（一次接头拆掉），设置电 压为 10kV。（二）反接法被试品接地，桥体U端接地，E端为高压端，在需求屏蔽的场合，E端也能 够用于屏蔽。此刻桥体处于高电位，R3、C4需经过绝缘杆调理。这种办法桥体处 于高电位，仪器内部高低压之间需求做好绝缘防护办法。测量220kV电容式电压 互感器上节电容C11介质损耗（一次接头无法拆掉），设置电压为10kV。（三）自激法关于电容式电压互感器的分压单元，因为C12和C2衔接处是封闭的，不能直 接选用正接法测验。如果测量 C12 和 C2 的串联值，因为其与中心变压器对地电 容跟C12和C2构成“T形网络”。如果中心变压器介损较大，以及现场存在的
5、电磁 场干扰都构成成果可能呈现负值。因而应选用自激法进行测验。经过二次绕组加压在中心变压器一次侧感应出高压施加于试品上进行测量。 因为二次绕组容量及电容尾端绝缘水平约束，施加电压不能超过3000V, 般选 用 2500V 测量。一般 C12 较 C2 电容量要小。测量成果不大于 0.5%即能够为合格， 一起也应辅佐考虑其他测验项目的成果，以及与历次实验成果比照，归纳判别设 备的绝缘情况。三、影响tan6的因素（一）温度的影响一般绝缘的tan6值均随温度的上升而增大（少数极性绝缘资料在外）。一般 来说，对各种被试品，不同温度下的tan6值是不可能经过通用的换算式获得精确 换算的，故应尽量争夺在差
6、不多的温度条件下测出tan6值，并以此来作彼此比较。 因而，tan6测量作业最好在10-30C规模内并与前次测量时附近的温度下进行， 且符合规程的规则：“进行绝缘实验时，被试品温度不该低于+5C，野外实验 应在良好的气候进行，且空气相对湿度一般不高于 80%”。（二）频率的影响当频率为零时，tan6亦为零。在必定的频率规模内，tan6跟着频率的添加而 添加。这是因为介质极化的时刻与沟通半周期时刻持平时，发生的介质损耗最大。 若频率再增高时，则因时刻太快，极化不完全（偶极子来不及摆放），介质损耗 将跟着频率的添加而减小。因为电气设备均处在50Hz的作业频率下，所以tan6 实验所选用的电源也应满
7、意工频规模（一般为45-65HZ）。在异频下测量时应考 虑频率对介损的影响。（三）电压的影响当外加电压升高时，tan6与电压无直接的联系，只要在电压上升到某一数值, 即到达介质的部分放电开始电压以上时，tan6才急剧添加。因为在必定的交变电 压效果下，介质中部分（夹杂的气泡或杂质）电场可能很强，然后首要放电，发 生附加损耗，使tan6跟着电压的升高而添加。也有一部分试品在电压升至必定值 时介损值呈现下降的情况。因而在较高电压下（设备额外作业电压下）测量tan, 能够比较真实地反映设备的绝缘情况，便于及时精确地发现设备的绝缘缺点。此外，测量介质损耗因数还遭到部分缺点和外表的影响。其间，前者既与部
8、 分缺点占全体的体积巨细有关，又与部分缺点本身的绝缘情况有关；而后者，当 空气相对湿度较大或外表脏污时，瓷外表走漏电流的影响，使测验成果误差很大， 易发生误判别。四、试验危险点及注意事项（一）危险点分析及控制措施（1）防止高处坠落 运用梯子应有人扶持或绑牢，高处作业应系好安全带。（ 2）防止高处落物伤人 高处作业运用工具袋，上下传递物件应运用绳子拴牢传递，制止投掷。（ 3）防止人员触电拆，接实验接线前，应将被试设备对地放电。加压前应与检修负责人协调， 不允许有穿插作业。作业人员应与带点部位坚持满足的安全间隔。实验仪器的金 属外壳应牢靠接地，仪器操作人员有必要站在绝缘垫上。实验进程加强监护，并
9、履行大声呼唱制度。（二）注意事项测量应在良好的气候，空气湿度不高于 80%，互感器本体及环境温度不低于 +5C的条件下进行。互感器附近的木梯、架构、引线等所构成的杂散电容，会对 测量成果产生较大影响，应予撤除或移远。实验要运用相同类型的测量仪。实验 人员之间应分工清晰，测量时应配合默契，测量进程中要大声呼唱。遇潮湿气候 时、互感器外表脏污，则需进行屏蔽测量，屏蔽是在互感器套管中上部外表用软 铜线环绕几圈，引至绝缘电阻表的“G”端，以消除外表走漏的影响。制止在有雷 电或附近高压设备时进行实验，防止发作风险。五、常见故障原因分析（一）介损偏大或不稳定 可能挂钩或测验夹子接触不良，接地不良等。仪器接
10、地应尽量接近被试品。 别的判别是否遭到强干扰影响。（二）介损值偏小一般测量电容很小的被试品时，遭到T形网络的影响，经过改动测验线视点, 擦洗烘干设备外表等办法加以改善。别的也可能遭到干扰影响。（三）仪器不能升压 查看设备接地刀闸是否翻开，拔出测验线后升压，若仍是不能排除，能够判 别仪器内部毛病。（四）CVT方式不能测量万用表测量自激电压输出，查看C2下端接地是否翻开，查看中心变压器尾段 X 是否接地。（五）轻载或过载 查看高压测验线是否击穿，芯线是否短线，芯线与屏蔽是否短路。（六）反接线电容偏大 反接线时测验夹对地附加电容会带来测量误差，可选用全屏蔽的测验线进步测量精度。六、结论tan6和电容量测量作为表征CVT绝缘功能的最主要的指标，能够较好地反映 CVT内部存在的绝缘缺点，了解CVT的tan6和电容量测量原理和测验办法，有利 于全面了解现在常用的tan6测量作业，并防止测验中因为干扰等要素构成的测量 误差。参考文献1 王亚辉.介质损耗测试仪变频电源研究D.石家庄：河北农业大学，2015.2 魏永清.强电场干扰下介质损耗因数的测量J.水力发电，2016，（2）.汪宏正，何志兴，张古银.绝缘介质损耗与带电测试M.合肥：安徽科学 技术出版社， 2015.宋庆贵，高升云.220KV电流互感器运行电压下的介质损耗测定J.黑龙江电 力， 2014，（3） .
