浅谈电容式电流互感器高电压介损测试过程中需注意的几点问题

浅谈电容式电流互感器

高电压介损测试过程中需注意的几点问题

宋业鑫

(巢湖供电局　巢湖　238005)

[摘　要]　本文通过电容式电流互感器现场高压介损的测量,从电晕放电,高压引线与试品夹角及高压桥臂的比例

对称等几个方面引用实例加以分析判断。为正确进行现场高压介损测量提供了一些可借鉴的经验。

[关键词]　电容式电流互感器;高电压;介损;测试

[中图分类号]　TM835.4　[文献标识码]　B [文章编号]　1009-1238(2002)01-0070-03

对电容式电流互感器进行高电压介损试验是互感器安装验收和大修后试验的重要方法之一。通过tg

δ=f (u )曲线可以判断出设备的制造和检修过程中的绝缘状况,同时也能为今后运行分析判断提供可靠的依据。这项试验,无论从测试原理,还是在测试手段和方法上,电气试验人员都很熟悉,然而如果在试验过程中忽视一些细小现象,将使测试出的一些数据不理想,给分析判断带来一定的不利影响。

下面结合我局最近几组电容式电流互感器的安装试验工作,谈一谈在试验过程中遇到的一些实际问题和处理方法。

1　电晕对测量结果的影响

10月14日,天气睛朗,大气温度20℃,空气湿度60%。我们对巢湖变2810CT (LB T -220W1,牡丹江互感器厂,2001年7月出厂)安装后进行了高电压介损试验。试验时,我们采用普通小直径屏蔽导线作高压引线,且引线与试品的

夹角在40℃左右,测量原理图见图1

。

图1　测量原理图

以下是我们测得的一组数据,表1是常规10KV 介损测试的数据,表2是高电压下介损的测试结果。 表1

相别

试验　Cx ,tg

δ电压(kv )

A

B

C

Cx (pf )tg

δ(%)Cx (pf )tg

δ(%)Cx (pf )tg

δ(%)10

810.1

0.242

816.5

0.253

807.3

0.264

表2

相别

试验 Cx ,tg

δ电压(kv )

A

B

C

Cx (pf )tg

δ(%)Cx (pf )tg

δ(%)Cx (pf )tg

δ(%)40807.30.248810.30.264803.50.29780807.90.321810.80.313803.90.428120808.40.373811.40.453804.20.536146

808.7

0.397

812.0

0.489

804.5

0.577

・

07・第七卷第一期 安徽电力职工大学学报 2002年3月Vol.7,No.1 JOURNAL OF ANHU I EL ECTRIC POWER UNIV ERSITY FOR STAFF March 2002

从表2所列数据可以看出,随着试验电压的增加,tg δ值也相应增大,当电压达到80KV 以上时,电晕现象非常明显。我们可以从电晕理论上加以分析:在不均匀电场中,当空气间隙上所加电压低于击穿电压时,在曲率大的电极表面附近及周围空气中就可能由于场强已达到自持放电条件而出现电晕放电,电晕层中的碰撞电离,不断地产生正负两种带电粒子,其中与引线同极性的粒子在电场作用下离开电晕层,逐步走向对面电极(与之邻近的物体或地),这些空间电荷由于行动缓慢在远未到达对面电极时就因极性改变而折回,空间电荷的运动构成了电晕电流,运动所需能量由电源供给,这部分能量构成了电晕损耗的主要部分,其本身很大一部分是有功损耗,它与被试品的有功损耗相叠加,是导致tg δ值增大的原因。因此,高压引线的电晕放电对测试结果有相当大的影响。为了消除这种影响,我们采用Ф38mm 的金属蛇皮管作为试品的高压引线,且尽量缩短其长度及增加对地距离。通过重新测试,结果如表3。

表3

相别

试验 Cx ,tg δ电压(kv )

A

B

C

Cx (pf )

tg δ

(%)Cx (

pf )tg δ(%)Cx (pf )tg

δ(%)40805.80.274809.10.265800.30.28380805.20.273809.10.276800.40.301120805.40.291809.60.309800.40.336146

805.4

0.321

809.0

0.340

800.9

0.369

此照表2、3的数据,从中可以发现引线的电晕损耗对测试结果的影响程度。

2　引线与试品之间的夹角大小对测试结果的影响

当高压引线与试品的夹角过小,即高压引线与试品外瓷套之间的距离相对较近,当试验电压达到100KV 以上时,高压引线与试品电容层间的杂散耦合阻抗对测量结果影响较为显著。测量示意图见图2,我们可以对这种影响近似地加以定量分析。图3是杂散阻抗简化的等值电路图。

图2　测量示意图

图3　杂散阻抗简化等值电路图

・

17・宋业鑫:浅谈电容式电流互感器高电压介损测试过程中需注意的几点问题

图3中C K 1、R K 1为高压引线对被试品电容层间的杂散阻抗;C 1,R 1和C 2,R 2表示被试互感器为多层电容元件串联组成。试品阻抗Z x =Z 1+Z 2;Z k 为杂散阻抗。试品上试验电压为U ・

,阻抗Z 1和Z 2上电压分别为U ・

1和U ・

2,则U ・

=U ・

1+U ・

2,当Z k ϖ∞时(Z k ϖ∞或C k =0),试品中流过的电流均为:

I ・

x =U ・

/(Z 1+Z 2),I ・

k =0

当有Z k 影响时:

I ・

2

=U ・

Z 2+

　Z 13Z k Z 1+Z k

=

(Z 1+Z k )U ・

Z k (Z 1+Z 2)+Z 13Z 2

I ・

1=

U ・

1

Z 1

=

U ・

3Z k

Z k (Z 1+Z 2)+Z 13Z 2

I ・

k =

U ・

1

Z k

=

U ・

3Z 1

Z k (Z 1+Z 2)+Z 13Z 2

由以上公式可以看出,I ・

k ≠0,I ・

1≠I ・

2。且I ・

1,I ・

2均不等于没有Z k 影响时流过试品的电流I x 。也就是说,由于Z k 的存在,导致试品等值阻抗Zx 发生变化;U ・

一定时,流过试品的I ・

x 就会发生微小的改变。这种变化主要是由于杂散阻抗引起的杂散电流I ・

k 的存在导致的,它既含有无功分量,又含有功分量,最终导致试品功角的改变而引起测量误差。针对上述

因素的影响,我们把引线与试品之间夹角调整为70°左右(由于现场试验条件的限制,未能达到90°

)。此外,试验变至试品的引线长度L 1和试验变至标准电容器的长度L 2,如果两者的长度比例设置不恰当的话,由于引线电晕的影响,也会造成桥臂上阻抗的不平衡,根据现场的实际工作经验,L 1/L 2与标准电容器的电容量Cn 和试品的电容量Cx 存在着一定的比例关系,经过调整,我们重新又进行了一次测试,结果见表4。

表4

相别

试验 Cx ,tg δ电压(kv )

A

B

C

Cx (pf )

tg δ(%)Cx (pf )tg δ(%)Cx (pf )tg

δ(%)40805.30.274809.20.257800.30.26880805.00.265809.00.260800.10.274120805.20.268809.40.271800.50.280146

805.1

0.275

809.4

0.283

800.5

0.297

结合以上的分析及表4的数据,可以充分说明在对电容式电流互感器进行高电压介损试验时,高压引线的电晕、试验变至试品、标准电容器的引线长短及引线与试品的夹角大小对介质损耗角正切值tg

δ都有影响。3　结束语

以上列举的几个因素,对高压介损的测量影响明显。在现场测试高压介损过程中还有其他一些影响因素,这就要求我们在今后的工作中,不断加以探索、总结和积累经验,以保证电气测试结果的正确、可靠,对电气设备状况做出正确判断。

[责任编辑:张惠忠]

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27・安徽电力职工大学学报 第七卷第一期