第二部分电压互感器的介损试验

二电压互感器的介损试验

测量电压互感器绝缘（线圈间、线圈对地）的tgδ，对判断其是否进水受潮和支架绝缘是否存在缺陷是一个比较有效的手段。其主要测量方法有，常规试验法、自激磁法、末端屏蔽法和末端加压法，必要时还可以用末端屏蔽法测量支架绝缘的介质损耗因数tgδ。

1电压互感器本体tgδ的测量

（1）常规试验法

串级式电压互感器为分级绝缘，其首端“A”接于运行电压端，而末端“X”运行时接地，出厂试验时，“X端”的交流耐压一般为5千伏，因此测量线圈间或线圈对地的tgδ应根据其结构特点选取试验方法和试验电压值。

常规试验法（常规法）如图2-7所

示。测量一次线圈AX与二、三次线圈ax、

a D X

D

及AX与底座和二次端子板的综合绝缘

tgδ，包括线圈间、绝缘支架、二次端子板绝缘的tgδ。由串级式互感器结构可知，下铁心下芯柱上的一次线圈外包一层0.5毫米厚

的绝缘纸后绕三次线圈（亦称辅助二次线圈）a

D X

D

。常规法测量时，下铁心与一次线圈等

电位，故为测量tgδ的高压电极。其余为测

图2-7 量电极。其极间绝缘较薄，因此电容量相对较大，即测得的电容量和tgδ中绝大部分是

一次线圈（包括下铁心）对二次线圈间电容量和tgδ。当互感器进水受潮时，水分一般

沉积在底部，且铁心上线圈端部易于受潮。所以常规法对监测其进水受潮还是比较有效

的。因此通过常规法试验对其绝缘状况作出初步判断，并在这一试验基础上进行分解试

验，或用其他方法进一步试验，便可具体地分析出绝缘缺陷的性质和部位。常规法试验

时，考虑到接地末端“X”的绝缘水平和QS1电桥的测量灵敏度，试验电压一般选择为

2～3千伏。不同试验接线所监测的绝缘部位如表2-1示所。

表2.-1所列的测量接线都受二次端子板的影响，而且不能准确地测量出支架的

tgδ。如果二次端子板绝缘良好，则可按表2.-2-1中序号5、6两种试验近似估算出支架

的介质损。但最好用序号1、2两次试验结果结果计算出支架的tgδ。不过上述两种计算

支架tgδ的方法都受二次端子的影响。

表2-1中序号1～7测量的电容量和介质损分别为C

1～C

7

和tgδ

1

～tgδ

7

，支架的

电容量和介质损分别为C

支、tgδ

支

。

表2-1 电压互感器tgδ的测量接线

常规法测量无论哪一种接线方式都受二次端子板的影响。也就是说，二次端子板的部分或全部绝缘介质损被测入。二次端子上固定有一次线圈的弱绝缘端“X”，二次线

圈和三次线圈端子a、x、a

D 、x

D

以及将端子板固定在底座上的四只接外壳（地）的螺栓。

常规法测量一次对二、三次及地的介质损的试验结果的分析：

tgδ值大于规定值。这既可能是互感器内部缺陷如进水受潮等引起的，也可能是由于外瓷套或二次端子板的影响引起的。一般多注意二次端子板的影响，若

试验时相对湿度较大，瓷套表面脏污，就应注意外瓷套表面状况对测量结果的影响。如确认没有上述影响，则可认为互感器内部存在绝缘缺陷。

tgδ小于规定值。对此，一般认为线圈间和线圈对地绝缘良好。但必须指出，此时测得的tgδ还包括与其并联的绝缘支架的介质损。由于支架电容量仅占测量时总电容的1/100～1/20。因此实测tgδ将不能反映支架的绝缘状况。这就是说，即使总体tgδ（一次对二、三次及地）合格也不能表明支架绝缘良好。而运行中支架受潮和分层开裂所造成的运行中爆炸相对较多，必须监测支架在运行中的绝缘状况。这一问题也是常规法所不能解决的。为此就有必要选取其他的试验方法。

（2）末端屏蔽法

末端屏蔽法测量接线如图2-8所示。测量时互感器一次绕组A端加高压、末端X接电桥屏蔽（正接线时接地点）。这一试验方法能消除由于X端小套管或二次端

子板受潮、裂纹、脏污所产生的测量误差，从而能够较真实地反映互感器内部绝缘状况。如有相应电压等级的标准电容器，试验电压可加至互感器额定相电压的1.15倍。末端屏蔽法有较强测量抗干扰能力来看和测量准确度但线圈对地部分的电容因被屏蔽而未测入。

图2-8

由互感器结构可知，其内部有平衡线圈和连耦线圈，且二、三次线圈负荷也很小，此时一次线圈电压分布基本均匀。JCC-220型电压互感器下铁心的电位约为U/4（U 为A 点对地电位），上铁心的电位为3U/4，JCC-110型互感器铁心电位为U/2；；测量的仅是线圈间绝缘的电容和tg δ，一次线圈和铁心对地部分绝缘的电容和tg δ都被屏蔽而未包括在测量结果中。

互感器的二、三次线圈仅在下芯柱上与一次线圈紧密耦合，因此测量的主要是下铁心二、三次线圈的tg δ。为简化分析，简化为图2-9。标准电容器C N 上承受的电压为电压互感器高压端电压U ，而下铁心电位为U/4（以220千伏互感器为例），这就相当于被试绝缘上电压仅为U/4。

图2-9

电桥平衡时，R 3与Z 4臂上电压降相等，即•U R3=•

U Z4，而

U R3=

4U ·3

3

Z Zx Z + Uz 3 =

4

4

Z Z Z N +·U

因为U R3=U Z4，故有

44Z Z U Z N +=4U ·3

3

Z Zx Z +

Zx=

434Z Z Z N -4

3

Z 3 (2-1) 相应的阻抗表达式为：

Z x =R x +1/j ωC x ；Z N =1/j ωC N ；Z 3=R 3

Z 4=44

1

1C j R ω+=

444411

C R C j

R ωω-

- 将上述各阻抗表达式代入式（2-1），则

R x —j x C ω1=⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤⎢⎢⎢

⎢⎣⎡

---44443114)

1(C j R C j R C j

R N ωωω-43R 3 =

4

44244)

1

(3C R j

C C C R j

R N N ωωω---—43R 3

=(-4

34331

4)443R C R j C C R R N N ω•

-+ (2-2)