电容式电压互感器试验内容及方法概要

电容式电压互感器试验内容及方法第一章绪论电压互感器作为一种电压变换装置(Transformer)是电力系统中不可或缺的设备，它跨接于高压与零线之间，将高电压转换成各种仪表的工作电压，（国标规定为100/√3和100V），电压互感器的主要用途有：1）用做商业计量用。

主要接于变电站的线路出口和入口上，常用于网与网、站与站之间的电量结算用，这种用途的互感器一般要求0.2级计量精度，互感器的输出容量一般不大；2）用做继电保护的电压信号源。

这种互感器广泛应用于电力系统的母线和线路上，它要求的精度一般为0.5级及3P级，输出容量一般较大；3）用做合闸或重合闸检同期、检无压信号用，它要求的精度一般为1.0、3.0级，输出容量也不大。

现代电力系统，电压互感器一般可做到四线圈式，这样，一台电压互感器可集上述三种用途于一身。

电容式电压互感器（Capacitor Voltage Transformers，简称“CVT”）是50年代开始研制生产，经过科技人员不懈的努力，我国的电容式电压互感器技术已达到国际先进水平，但在生产、试验研究、以及使用过程中存在很多问题。

本文拟从电容式电压互感器的各种试验基本原理入手，着重说明电容式电压互感器基本试验方法，检验的目的以及在现场使用、现场检验方面存在的问题怎样通过试验的手段来判断等问题，以使产品设计、试验、销售、服务和运行部门的专业人员对其有一个比较全面的了解。

第二章电容式电压互感器试验要求§1.基本试验条件1.1试验的环境条件为了保证试验的准确性、可靠性，所有试验应在一定条件下进行，试验时应注意试验环境条件并做好记录。

试验环境条件分为两种，一种为人工环境，这种情况下，一般在产品标准中都作了具体规定；另一种为自然环境条件，这种情况下，试验条件一般应遵循以下几条规律。

a) 环境温度，应在+5～+35 ℃范围内。

b) 试品温度与环境温度应无显著差异。

试品在不通电状态下在恒定的周围空气温度中放置了适当长的时间后，即认为与周围空气温度相同。

c) 试验场所不得有显著的交直流外来电磁场干扰。

d) 试验场所应有单独的工作接地可靠接地，应有适当的防护措施和安全措施。

e) 试品与接地体或邻近物体的距离一般应大于试品高压部分与接地部分最小空气距离的1.5倍。

试验所用的工频电压波形应符合GB／T 16927.1《高电压实验技术第一部分：一般试验要求》的规定，频率为（0.9～1.1）fn。

1.2试验用标准电容式电压互感器有三种用途即测量、保护和载波通讯，我们现使用的标准为GB/T 4703-2000《电容式电压互感器》，为IEC60187：1987等效采用版本，其中不包括耦合电容器和电容分压器部分，那末我们还需采用另外一个标准JB/T 8169-1999《耦合电容器和电容分压器标准》。

另外，现场试验中，用户针对电容式电压互感器有其相应的验收规范，例如SD301-88《交流500kV电器设备交接和预防性试验规程》、SD333-89《进口电流互感器和电容式电压互感器技术规范》、GB50150-91《电气安装工程和电气设备交接试验标准》，其中都有有关试验内容。

另外个企业也由企业标准，如西安西电电力电容器有限责任公司的企业标准为0KF.604.046-1999《电容式电压互感器通用技术条件》。

§2. 电容式电压互感器试验分类、项目及基本规则2．1 电容式电压互感器试验项目及分类电容式电压互感器从产品结构上分为电容分压器和电磁装置两部分，从试验项目上分为三部分，即电容分压器部分试验项目、电磁装置部分试验项目、电容式电压互感器整体部分试验项目。

而每一部分分为型式试验和出厂试验两部分，另外有用户的交接试验。

试验项目及分类见表1、表2。

表1 电容式电压互感器试验项目试验类别项号试验项目注出厂试验1 外观检验整体部分2 密封性试验整体部分3 绕组的极性检验电磁单元部分4 电磁单元的工频耐受电压试验电磁单元部分5 低压端子对地工频耐受电压试验电磁单元部分6 保护装置工频放电电压试验电磁单元部分7 准确度试验整体部分型式试验1 雷电冲击耐受电压试验整体部分2 操作冲击耐受电压试验整体部分3 铁磁谐振试验整体部分4 瞬变响应试验整体部分5 电磁单元的工频耐受电压试验（湿试） 电磁单元部分6 电磁单元的温升试验 电磁单元部分7 承受短路能力试验 整体部分 8准确度试验整体部分图1极性检验表2 耦合电容器及电容分压器试验项目试验类别 项 号试 验 项 目注出 厂 试 验1 外观检验2 密封性试验3 工频下电容测量4 端子之间的工频或操作冲击试验5 低压端子对接地端子工频耐受电压试验6 测量损耗角正切值 7局部放电试验型 式 试 验1 高频电容及等值串联电阻测量2 低压端子对地杂散电容及杂散电导测量3 操作冲击耐受电压试验（干试）4工频交流电压或操作冲击电压试验（湿试）5 雷电冲击耐受电压试验6 放电试验7 局部放电试验8 测量电容温度系数9 机械强度试验2.2 电容式电压互感器检验的基本规则检验项目分为出厂试验、型式试验、验收试验三部分，各部分检验的基本规则如下：a) 出厂试验出厂试验的目的在于检验制造中的缺陷和测定互感器的准确度，所以出厂试验由制造厂对需出厂的每一台互感器进行。

误差试验应在耐受电压试验之后进行，其余项目的次序可不作规定。

这里的耐受电压试验包括电容分压器、电磁单元各部件的工频耐压，保证误差试验时CVT完好。

b)型式试验型式试验的目的在于考核互感器的设计、材料和制造等方面是否满足试验标准及技术条件所规定的性能和运行要求。

进行型式试验的时间和周期新产品研制出来时应进行型式试验。

在生产过程中，当材料、工艺或产品结构等有所改变，且其改变有可能影响产品的性能时，应重新进行型式试验，此时允许只进行与这些改变有关的试验项目。

在正常生产中，型式试验应至少每五年进行一次。

有关要求和规定用来作型式试验的互感器应首先进行出厂试验。

出厂试验合格后，方可进行型式试验。

其出厂试验结果也应在型式试验报告中给出。

型式试验中的所有耐受电压试验的试验项目应在同一台互感器上进行。

c) 验收试验验收试验的目的验收试验主要是购买方在安装前进行的试验。

是为了检验互感器在运输中有否受到损伤，确保所安装的互感器是良好的。

有关要求和规定一次端子间的工频耐受电压试验值应不超过规定试验电压的75％。

准确度试验应在允许频率范围和额定电压下进行。

第三章电容式电压互感器基本试验内容综合两个国标的内容，电容式电压互感器的基本试验项目有以下十六条，具体内容如下：1) 外观检验试验目的检验互感器的外观性能。

检验互感器的金属件外露表面是否具有良好的防腐蚀性能，产品铭牌及端子标志是否符合图样要求。

试验方法目测，观察。

2)密封性试验试验目的检验互感器（包括电容分压器和电磁单元）各密封部位的密封性能。

试验方法电磁单元的密封性试验方法一般由制造厂规定，一般通过给试品充油压或给试品加温进行，具体要求和方法有制造厂提出。

3)绕组的极性检验试验目的检验互感器的极性是否正确，为后面的试验项目做好准备，防止误差试验时仪器故障。

标有大写体和小写体的同一字母的端子，在同一瞬间应具有同一极性，即所谓减极性。

试验方法a．电磁单元绕组的极性检验一般用直流法进行，如图1所示，用1.5V干电池的正极接在一次绕组的A 端，负极接在一次绕组的X端，直流毫安表的正极接在二次绕组的a端，负极接在二次绕组的n端,瞬间接通开关，电流表按顺时方向摆动为减极性。

4)耐受电压试验试验目的保证试品的绝缘性能，使试品在系统运行时能够承受来自系统的各种过电压的冲击。

互感器的高压端子和接地端子之间的绝缘应能承受如表3所列的耐受电压。

表3 绝缘耐受电压kV互感器额定一次电压额定短时工频耐受电压方均根值额定雷电冲击耐受电压峰值额定操作冲击耐受电压峰值35／80／95 1）185／200２）——66／140 325——160 350110／185／200 1）450／480２）——550220／360 850——395 950330／510 1175 950500／680 15501175 740 1675注：对同一额定电压给出两个绝缘水平者，在选用时应考虑到电网结构及过电压水平、过电压保护装置的配置及其性能、可接受的绝缘故障率等。

1）斜线下的数据为外绝缘的干耐受电压。

2）斜线下的数据仅用于内绝缘。

标准中规定了安装运行地区的海拔超过1000 m绝缘水平，若安装运行地区的海拔超过1000 m但不高于1000 m，则应按海拔高度来折算。

用标准规定的额定耐受电压乘以海拔校正系数Ka，Ka计算公式如式（1）。

(1)式中：H——安装地区的海拔高度，m。

试验方法：图2工频耐压试验（一）短时工频耐受电压试验如图2所示，相应的试验电压施加于高压端子与接地端子之间（低压端子与接地端子相连接）。

耐受时间1min。

试验前后可用电桥测量电容及介损，用于判断是否有元件击穿等故障发生。

短时工频耐受电压试验可分为干试与湿试，试验可分别对电容分压器和电磁单元进行。

对于电容分压器的试验，湿试不允许分节进行，干试可分节进行。

若分节进行试验，应按公式（2）来计算单节试验电压。

（2）对于电磁单元部分的试验，试验过程中应注意以下几个问题：①电磁单元中压回路的耐受电压水平按下式（3）计算，（3）式中：t—互感器高压端子和接地端子间的试验电压；、—分别为电容分压器的高压电容和中压电容；—电压分布不均匀系数，可取1.05。

②对于电磁单元的工频耐受电压试验，试验前把电磁单元与电容分压器分开。

当电磁单元的中压端子外露时，型式试验应在淋雨状态下进行。

试验分别对电磁单元的变压器、电抗器和铁磁谐振阻尼装置进行，试验时应注意将阻尼装置与变压器的连接线拆开。

电磁单元内若接有过电压保护用放电器件，在试验时也应将其连接线拆开。

③对变压器一次绕组进行试验时，试验电压值应为按式（3）计算。

试验电压可以直接用单独电源来供给，也可以由二次侧感应得到。

无论用哪一种方式得到试验电压，均应在高电压侧测量试验电压。

当电压升到试验电压值以后，历时间1 min，然后立即把电压降下来。

在试验过程中应注意：变压器的铁心、未接电源的二次绕组的一个端子和一次绕组的低电压端子以及油箱外壳均应接，而未接电源的绕组处于空载状态。

试验时，为避免铁心过度饱和，试验电压的频率可以增加到额定值以上。

如果频率超过额定值的两倍，试验时间可以减小到按式（4）计算之值，但不得短于15 s。

式中：t—用频率为t的电压来试验时所需经历的时间，单位s。

t—试验电压的频率。

在试验中有否损坏，可以用在试验前后测量变压器的空载电流和损耗的方法来检验。

①电抗器的耐受电压试验用单独电源来进行，历时1 min。