電壓互感器倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)應(yīng)用

吳忠　孫武強(qiáng)

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)都得到了前所未有的進(jìn)步，尤其是電力行業(yè)。對(duì)于電力行業(yè)需要進(jìn)行各種試驗(yàn)，以此來(lái)保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)電壓互感器進(jìn)行倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)有助于檢查其絕緣缺陷，本文介紹了多種倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)電壓測(cè)試方法，然后結(jié)合實(shí)際案例給出了倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間和前后對(duì)比策略，希望本文的工作能為從事相關(guān)工作的人員提供一定的指導(dǎo)和幫助。

【關(guān)鍵詞】電壓互感器；倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)；絕緣試驗(yàn)

中圖分類號(hào)： TM451 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 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(zhuǎn)換為低電壓，電壓互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次設(shè)備和一次的高壓部分隔離，從而保證人身和整個(gè)設(shè)備的安全，根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，在電力系統(tǒng)的事故中有一半以上的停電都是由設(shè)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(zhì)量的問(wèn)題，如導(dǎo)體銅線發(fā)生缺損、導(dǎo)線的外皮脫落、繞線存在多個(gè)打結(jié)的問(wèn)題使互感器的主絕緣和縱絕緣出現(xiàn)各類缺陷，在實(shí)際的變電站維修中，需要對(duì)電壓互感器進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。對(duì)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(yàn)的電壓之下，因此只允許采用感應(yīng)耐壓的方法進(jìn)行加壓測(cè)試，也就是將電壓互感器的末端進(jìn)行接地，在二次繞組的端部進(jìn)行加壓操作，從而在一次繞組處感應(yīng)出需要的試驗(yàn)用電壓。實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中多采用倍頻耐壓試驗(yàn)，從而避免因感應(yīng)電壓引發(fā)大量的損耗和鐵芯飽和。

1 倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的電壓測(cè)量方法

據(jù)有關(guān)單位統(tǒng)計(jì)，在電力系統(tǒng)中，60%以上的停電事故都是由于設(shè)備的絕緣發(fā)生問(wèn)題引起的，整個(gè)設(shè)備的絕緣劣化期都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)比較長(zhǎng)的發(fā)展階段，在這個(gè)階段，絕緣材料會(huì)呈現(xiàn)出一部分物理或者化學(xué)的信息，這類信息可以用來(lái)分辨絕緣的情況，對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并進(jìn)行處理有很大的幫助。作為電壓互感器而言，其在電力系統(tǒng)中的作用不言而喻，保證二次回路和電壓互感器穩(wěn)定運(yùn)行非常關(guān)鍵。進(jìn)行倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時(shí)給鐵芯增加1.3倍的額定電壓時(shí)行不通的，若要實(shí)現(xiàn)預(yù)先的電壓值，需要進(jìn)行感應(yīng)倍頻試驗(yàn)，感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的頻率分別為100、150、200赫茲，以此感應(yīng)出相應(yīng)的試驗(yàn)電壓，其分布情況和運(yùn)行時(shí)的相同，并且要比運(yùn)行電壓值要高，從而可以達(dá)到考核電壓互感器縱絕緣的目的。在對(duì)分級(jí)絕緣電壓互感器倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時(shí)，需要在互感器的高壓側(cè)直接對(duì)電壓值進(jìn)行測(cè)量，這樣主要是為了防止低壓側(cè)進(jìn)行測(cè)量時(shí)對(duì)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(yàn)進(jìn)行高壓側(cè)接線所用到的器件：

如果試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)不允許直接對(duì)高壓側(cè)直接的進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)可以在二次側(cè)進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)接線可以單臺(tái)分級(jí)絕緣電壓倍頻，一般需要在二次側(cè)施加倍頻耐壓，在輔助繞組的端子進(jìn)行測(cè)量。

2 電壓互感器的容升電壓

電壓互感器容易出現(xiàn)“容升效應(yīng)”，非常容易對(duì)回路的電壓產(chǎn)生影響，當(dāng)電壓升高時(shí)就會(huì)出現(xiàn)試品和儀器的絕緣受到影響，嚴(yán)重的將發(fā)生絕緣擊穿問(wèn)題，使測(cè)量的儀器設(shè)備出現(xiàn)精度上的誤差。電壓互感器會(huì)自動(dòng)對(duì)電壓進(jìn)行跟蹤，進(jìn)而控制整個(gè)升壓，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器和試品的自動(dòng)保護(hù)功能。在電力系統(tǒng)中，如果容性功率采用互感器時(shí)，將出現(xiàn)電壓升高的現(xiàn)象。在空載線路上，會(huì)出現(xiàn)電壓的逐步上升，這就是所謂的容升效應(yīng)。倍頻感應(yīng)耐壓升壓的時(shí)候需要綜合考慮電壓互感器出現(xiàn)的容升電壓，一般來(lái)說(shuō)電壓互感器的容升電壓與周圍的漏抗和電容相關(guān)。在進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，繞組上的容性電流作用下回出現(xiàn)漏抗壓降，從而會(huì)出現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象，就是容性電流作用的繞組上的壓降值比實(shí)際的輸出電壓值會(huì)高，這就是電壓互感器的容升效應(yīng)。當(dāng)電壓互感器的漏抗和電容性非常大的時(shí)候，容升的效應(yīng)會(huì)比較明顯。下表為各電壓等級(jí)下的容升電壓實(shí)際值：

從上表中可以看出當(dāng)額定電壓為35千伏時(shí)，其互感器耐壓為72千伏，加上容升電壓就會(huì)達(dá)到74.16千伏，為此，在二次繞組中施加倍頻電壓時(shí)應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的降低，從而確保一次電壓值的準(zhǔn)確度。

3 倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)電壓持續(xù)時(shí)間

對(duì)電壓互感器進(jìn)行倍頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，一旦試驗(yàn)的電壓頻率比二倍頻電壓低時(shí)，需要在全電壓下進(jìn)行一分鐘的實(shí)驗(yàn)；而當(dāng)試驗(yàn)電壓比2倍頻大的時(shí)候，則全電壓的試驗(yàn)時(shí)間可以用公式t=120*（f1/f2），公式中的t表示的試驗(yàn)電壓所持續(xù)的時(shí)間值，f1則表示額定的頻率，f2表示的是試驗(yàn)電壓頻率，單位用赫茲表示。試驗(yàn)所用的電壓值需要持續(xù)的實(shí)踐不得比15秒小，而如果在加試驗(yàn)電壓的過(guò)程中由于中途的電力出現(xiàn)故障，使整個(gè)的實(shí)驗(yàn)處于停滯狀態(tài)，恢復(fù)電源之后需要重新的全電壓耐壓試驗(yàn)，由此可見，采用倍頻感應(yīng)電壓試驗(yàn)的電壓持續(xù)時(shí)間并不是固定不變的數(shù)值，需要根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)情況而定，這一點(diǎn)非常的重要。

4 倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)接線及過(guò)程

試驗(yàn)開始的時(shí)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(cè)進(jìn)行加壓，110千伏及以上的電壓互感器可以從輔助繞組進(jìn)行加壓試驗(yàn)，在輔助繞組加壓試驗(yàn)所需的試驗(yàn)容量比二次側(cè)進(jìn)行加壓時(shí)要小得多，與此同時(shí)，當(dāng)需要進(jìn)行試驗(yàn)的電壓互感器容量非常大的時(shí)候，則可以選用二次繞組補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行電感補(bǔ)償，也能選用二次繞組和輔助繞組串聯(lián)起來(lái)進(jìn)行加壓試驗(yàn)，這樣能產(chǎn)生更好的效果。下面為試驗(yàn)的具體步驟：第一，對(duì)試驗(yàn)用的電壓互感器進(jìn)行充分的放電操作，然后將高壓端進(jìn)行接地的引線進(jìn)行拆除，通過(guò)合理布置試驗(yàn)的的設(shè)備，如外殼接地可以極大的保證安全。第二，按照預(yù)先整理的圖紙進(jìn)行接線操作，等到接線完畢以后，對(duì)所接的線路進(jìn)行充分檢查，以便及時(shí)的調(diào)整、檢查操作箱的保護(hù)裝置，利用萬(wàn)用表對(duì)三相的電壓值進(jìn)行測(cè)量。第三，在接通三相電源以后，將電源的開關(guān)合上，從零開始進(jìn)行升壓操作，在試驗(yàn)的時(shí)候應(yīng)該對(duì)電流表和電壓表的數(shù)值變化進(jìn)行仔細(xì)觀察，需要密切的關(guān)注地關(guān)注電壓波形，在提升速度為75%試驗(yàn)電壓的時(shí)候應(yīng)以每秒2%的速度進(jìn)行升壓操作，并開始計(jì)時(shí)操作。第四，電壓互感器的耐壓試驗(yàn)結(jié)束以后，需要將電壓值降低到零或者接近于零，然后將試驗(yàn)的電源切斷，采用放電棒對(duì)試驗(yàn)所用的電壓互感器進(jìn)行充分的放電，然后將試驗(yàn)所用的線路進(jìn)行拆除，試驗(yàn)至此結(jié)束。

5 案例分析

在電壓互感器型號(hào)為JDZX9-35，試驗(yàn)的電壓為95千伏采用三倍頻變壓器進(jìn)行電壓互感器倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)，在互感器繞組上加的試驗(yàn)電壓值為運(yùn)行電壓的倍數(shù)，在實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格控制了三倍頻發(fā)生器輸入電壓的高低，當(dāng)輸入電壓太低的時(shí)候，則發(fā)生器中輸出3次諧波含量就會(huì)比較低，而輸入的電壓值特別高時(shí)，輸出的效率值就會(huì)變得更低，一旦輸入的電壓不合格，那么就需要選用調(diào)壓器對(duì)勵(lì)磁電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。試驗(yàn)完成以后，進(jìn)行了報(bào)告編制，對(duì)運(yùn)行編號(hào)、天氣情況、試驗(yàn)人員、環(huán)境溫度、濕度、電壓互感器參數(shù)、試驗(yàn)的結(jié)果等其他內(nèi)容進(jìn)行了填寫。

6 結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)絕緣電壓互感器進(jìn)行倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的時(shí)候，需要綜合考慮容升的影響，在整個(gè)試驗(yàn)的前后需要及時(shí)的進(jìn)行空載電流試驗(yàn)，不單單需要對(duì)需要測(cè)試的電壓互感器試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行比較，而且還需要對(duì)變壓互感器進(jìn)行判斷，以便確定其是否合格，這是后期倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)，也是試驗(yàn)的過(guò)程中需要高度注意的事項(xiàng)。

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