GB1027-1997电压互感器-国家标准

中华人民共和国国家标准
UDC621.314.222.8电压互感器GB1207—86
代替GB1207—75
Voltage transformers
国家标准局1986-05-29发布
1987-06-01实施
本标准规定了电压互感器(电磁式)的基本技术要求，适用于额定频率50Hz 电力系统供电气测量和电气保护用的新制造的单相电压互感器。

虽然本标准是以单相电压互感器为基准，但三相电压互感器也可参照采用。

本标准参照采用国际标准IEC186(1969)《电压互感器》及第一次补充(1970)、第二次补充(1981)、第1号修正(1978)和第2号修正(1980)。

1一般技术要求
1.1使用条件
电压互感器应适合于下列使用条件。

注：如使用条件与本规定不同，例如最低气温低于-30℃，海拔超过1000m，耐污秽和耐地震等，应在订货时提出，与制造厂协商解决。

1.1.1环境温度
最高气温+40℃；
日平均气温，不超过+30℃；
最低气温：对户内式互感器-5℃；
对户外式互感器-30℃。

1.1.2海拔
不超过1000m。

1.1.3大气条件
大气中无严重影响互感器绝缘性能的污秽及浸蚀性和爆炸性介质。

1.1.4系统的接地方式
a.中性点有效接地系统；
b.中性点非有效接地系统。

1.2定义
下列定义适用于本标准。

1.2.1互感器
用以传递信息供给测量仪器、仪表和保护、控制装置的变换器。

1.2.2电压互感器
在正常使用情况下，其二次电压与一次电压实质上成正比，而其相位差在
联结方法正确时接近零的互感器。

1.2.3不接地电压互感器
一次绕组的各部分(包括出线端在内)都是对地绝缘的，而且绝缘水平与额定绝缘水平一致的电压互感器。

1.2.4接地电压互感器
一次绕组的一端准备直接接地的单相电压互感器，或一次绕组的星形联结点准备直接接地的三相电压互感器。

1.2.5一次绕组
施加被变换电压的绕组。

1.2.6二次绕组
供给测量仪器、仪表和保护或控制装置电压回路电压的绕组。

1.2.7二次回路
由电压互感器二次绕组供电的外部回路。

1.2.8额定一次电压
作为互感器性能基准的一次电压值。

1.2.9额定二次电压
作为互感器性能基准的二次电压值。

1.2.10额定电压比
额定一次电压与额定二次电压之比。

1.2.11实际电压比
实际一次电压与实际二次电压之比。

1.2.12电压误差(比值差)
互感器在测量电压时所出现的数值误差。

它是由于实际电压比不等于额定电压比而造成的。

电压误差的百分数用下式表示：
电压误差0
21
1
100 =
−
×
k U U
U
n
式中k n——额定电压比；
U1——实际一次电压，V；
U2——在测量条件下施加U1时的实际二次电压，V。

1.2.13相位差
互感器一次电压与二次电压相量的相位之差。

相量方向以理想互感器的相位差为零来确定。

当二次电压相量超前一次电压相量时，相位差为正值。

它通常以分或厘弧度表示。

注：本定义只在电压为正弦时正确。

1.2.14准确级
对互感器所给定的等级，其误差在规定使用条件下应在规定的限值之内。

1.2.15负荷
二次回路的阻抗。

负荷通常以视在功率伏安值表示，它是二次回路在规定功率因数和额定二次电压下所汲取的。

1.2.16额定负荷
确定互感器准确级所依据的负荷值。

1.2.17额定输出
在额定二次电压及接有额定负荷的条件下，互感器供给二次回路的视在功率值(在规定功率因数下以伏安表示)。

1.2.18极限输出
在1.2倍额定一次电压下，互感器二次绕组能连续输出，而各部位温升不超过规定值的视在功率标称值(即额定二次电压下的伏安数)。

注：在此情况下，互感器的误差通常超过限值。

1.2.19设备最高电压
根据设备的绝缘条件及其他性能，允许长期运行的最高相间电压有效值。

其值等于所在系统的系统最高电压。

1.2.20系统最高电压
在正常运行情况下，系统中任一点在任何时间可以持续的最高相间电压有效值。

它不包括由于故障或突然切除大负荷时所出现的短暂电压波动。

1.2.21额定绝缘水平
一组额定耐受电压值。

当额定电压在330kV及以上时，为额定操作冲击耐受电压值和额定雷电冲击耐受电压值；当额定电压为330kV以下时，为额定短时工频耐受电压值和额定雷电冲击耐受电压值。

它表示互感器绝缘所能承受的耐压强度。

1.2.22接地系数
在一定的系统结构下，接地故障(系统中任一点的一相或多相接地故障)时，三相系统中的某选定点(一般选设备安装点)完好相对地的最高工频电压有效值与排除故障后该选定点的相间工频电压有效值之比值，该比值用百分数表示。

1.2.23中性点有效接地系统
中性点直接接地或经一低值阻抗接地的系统，其接地系数不超过80%。

通常，该系统的零序电抗与正序电抗的比值不大于3，零序电阻与正序电抗的比值不大于1。

1.2.24中性点非有效接地系统
图1波形偏差范围
中性点不接地、经高值阻抗接地或谐振接地的系统，其接地系数超过80%。

通常，该系统的零序电抗与正序电抗的比值大于3，零序电阻与正序电抗的比值大于1。

1.2.25额定电压因数
互感器在规定时间内仍能满足热性能和准确级要求的最高一次电压与额定一次电压的比值。

1.2.26实际正弦波
实际波形在任一点与正弦波形相差不得超过峰值的5%，见图1。

如果实际波形不超出图中所示两个相同正弦曲线的中间范围时，则认为是实际正弦波。

1.3额定值和性能要求
1.3.1额定一次电压标准值
供三相系统相间连接的单相电压互感器，其额定一次电压应为GB156—80《额定电压》之一。

对于接在三相系统相与地间的单相电压互感器，其额定一次电压应为上述额定电压的13。

1.3.2额定二次电压标准值
供三相系统相间连接的单相电压互感器，其额定二次电压为100V。

对于接在三相系统相与地间的单相电压互感器，其额定二次电压为1003V。

1.3.3额定输出标准值
额定输出标准值为10，15，25，30，50，75，100，150，200，250，300，400，500，1000V A。

注：①对于一台互感器，如果它的一个额定输出是标准值，并符合一个标准准确级，则在规定其余额定输出时，可为非标准值，但要求其符合另一标准准确级。

②根据用户要求，制造厂应提供电压互感器的极限输出值。

1.3.4额定电压因数标准值
额定电压因数与互感器一次绕组接法和系统接地方式有关，其标准值如表1所示。

表1额定电压因数标准值
额定电压因数额定时
间
一次绕组接法和系统接地方式
1.2连续任一网络中相与相间
1.2连续
1.530s
中性点有效接地系统中相与地间
1.2连续1.930s 带自动切除对地故障的中性点非有效接地系统中相与地间
1.2连续
1.98h
中性点非有效接地系统中相与地间
1.3.5温升限值
在规定电压、额定频率和规定负荷下，负荷功率因数为0.8(滞后)～1间的任一值时，电压互感器各部位的温升(除下述另列规定外)应不超过表2所列限值。

施加电压及各绕组所接负荷分别按下述a～c项的规定。

a.不论其额定电压因数和额定时间如何，对所有互感器均应在1.2倍额定电压，二次绕组接有额定负荷(如果有多个额定负荷值，应取最大者；当规定有极限负荷时应为相应于极限输出的负荷)，剩余电压绕组(如果有，见3.1.2款)不接负荷下连接进行试验，直到互感器温度达到稳定为止。

b.额定电压因数为1.5(或1.9)，额定时间30s的互感器，在二次绕组和剩余电压绕组(如果有)接有额定负荷(如果有多个额定负荷值，应取最大者)下，施加1.5(或1.9)倍额定电压，历时30s，绕组温升应不比表2所列限值高出10K。

本试验应在本款a项温升试验达到稳定热状态后立即进行，也可以从冷状态开始。

在后一种情况下，绕组温升应不超过10K。

注：如果能用其他方法证明互感器满足本项要求，可不进行本试验。

c.额定电压因数为1.9，额定时间8h的互感器，在二次绕组和剩余电压绕组(如果有)接有额定负荷(如果有多个额定负荷值，应取最大者)下，施加1.9倍额定电压，历时8h，绕组温升应不比表2所列限值高出10K。

本试验应在本款a 项温升试验达到稳定热状态后立即进行。

表2温升限值是以1.1条使用条件为依据的。

如果规定的环境温度(互感器周围介质温度)高于1.1.1款的数值时，应将表2中的温升限值减去所超过的温度值。

如果规定互感器工作在海拔超过1000m的地区，而试验是在海拔低于1000m处进行时，应将表2中的温升限值按工作地点海拔超出1000m之每100m 减去下述数值：
a.油浸式互感器0.4%；
b.干式互感器0.5%。

注：以周围空气为冷却介质的户外式互感器，按相应国家标准的规定，高海拔地区环境气温的降低足以补偿海拔增高对温升的影响，可不作此校正。

1.3.6绝缘要求
1.3.6.1额定绝缘水平
a.额定电压380V的电压互感器，其一次绕组的短时工频耐受电压为3kV(有效值)。

表2温升限值
互感器部位温升限值，K
油浸式55
油浸式全密封60
绕组干式、各绝缘耐热等级
A
E
B
F
H
55
75
85
110
135一般情况50
油顶层油面上充有惰性气体或全密
封时
55
铁心及其他金属结构零件表面不得超过所接触或邻近的绝缘材料的温升限值
b.额定电压3kV及以上的电压互感器，其额定绝缘水平应符合GB311.1—83《高压输变电设备的绝缘配合》的规定。

但对主绝缘为有机固体材料的互感器，其短时工频耐压试验时间由1min延长为5min。

注：在出厂试验中，对主绝缘为有机固体材料的互感器，如果每台都进行局部放电测量，则允许短时工频耐压试验时间仍为1min。

1.3.6.2接地互感器一次绕组接地端绝缘要求
如果接地互感器一次绕组接地端与箱壳、夹件等绝缘，其对地的短时工频耐受电压为2kV(有效值)，但额定电压35kV及以上的互感器，则为5kV(有效值)。

1.3.6.3二次绕组绝缘要求
二次绕组(包括剩余电压绕组)之间及对地的短时工频耐受电压为2kV(有效值)。

1.3.7局部放电水平
对局部放电水平的要求按GB5583—85《互感器局部放电测量》的规定。

1.3.8短路承受能力
当互感器在额定电压励磁时，应承受1s外部短路的机械效应和热效应而无损伤。

1.4试验的一般说明
1.4.1试验分类
本标准所规定的试验分为出厂试验和型式试验两类。

出厂试验是对每台互感器均须进行的试验。

型式试验是仅对每种新产品的一台或数台均须进行的试验。

新产品在成批投产前应进行全部型式试验。

当更改结构、原材料或工艺方法时，应重新进行部分或全部型式试验。

定期性型式试验至少每五年进行1次，此时，可以从同一型式的电压互感器中选取代表性产品作为试品，并应在生产的批量中选取。

1.4.1.1出厂试验项目
出厂试验项目及须序如下(各型互感器的实际试验项目按本标准的有关规定取舍)：
a.绝缘油性能试验；
b.密封性试验；
c.出线端子标志检验；
d.二次绕组(包括剩余电压绕组)、接地互感器一次绕组接地端的短时工频耐压试验；
e.一次绕组短时工频耐压试验或操作冲击耐压试验；
f.局部放电测量；
g.误差试验，依据各准确级的相应要求。

注：①根据用户要求，还要进行励磁特性试验，并向用户提供额定一次电压及与额定电压因数相应电压下的实测值。

其试验方法由各型互感器的技术条件规定。

②对额定电压35kV及以上互感器，根据用户要求，还要进行介质损耗率(tg δ)测量，并向用户提供10kV电压下的实测值及相应试验方法。

试验要求由各型互感器的技术条件规定。

1.4.1.2型式试验项目
凡进行型式试验的互感器亦应作1.4.1.1项所规定的全部出厂试验项目。

型式试验项目如下：
a.温升试验；
b.一次绕组雷电冲击(全波和截波)耐压试验；
c.外绝缘短时工频湿耐压试验或操作冲击湿耐压试验；
d.误差试验，依据各准确级的相应要求；
e.短路承受能力试验。

注：根据用户要求，还要进行励磁特性试验，并向用户提供励磁特性数据(型式试验结果)，励磁电压最高测点为额定电压因数相应电压。

试验方法由各型互感器技术条件规定。

1.5出厂试验
1.5.1密封性试验
试验要求和方法由各型互感器的技术条件规定。

1.5.2一次绕组短时工频耐压试验
试验按GB311.1—83和GB311.2～311.6—83《高电压试验技术》的规定。

短时工频耐压试验包括外施工频耐压试验和感应耐压试验。

不接地互感器的外施工频试验电压和接地互感器的感应试验电压为互感器的额定短时工频耐受电压值，不接地互感器的感应试验电压为2倍额定一次电压值。

1.5.
2.2 外施工频耐压试验
试验电压应加到连在一起的一次绕组出线端子与地之间。

夹件、箱壳(如果有)、铁心(如果应该接地)和二次绕组*的所有出线端子皆连在一起接地。

*绝缘试验条款中所指二次绕组均包括剩余电压绕组(如果有)。

1.5.2.3 感应耐压试验
试验电压应加到绕组出线端子之间。

夹件、箱壳(如果有)、铁心(如果应该接地)以及各二次绕组的一个出线端子和不接地互感器一次绕组的一个出线端子或接地互感器一次绕组的接地端子皆应连在一起接地。

试验时，可以对二次绕组施加一足够的励磁电压，使一次绕组感应出规定的电压，也可按规定的试验电压直接对一次绕组励磁。

但无论哪种情况，均应在高压侧测量试验电压。

为避免励磁电流过大，励磁电压的频率可以高于额定频率，但不得超过400Hz 。

在频率超过额定频率的两倍时，试验时间t ′按下式计算：
′=t t
f 100
式中f ——实际试验电压的频率，Hz ； t ——规定的试验时间，s ； t ′——不得少于20s 。

1.5.3 一次绕组操作冲击耐压试验
试验按GB311.1—83和GB311.2～311.6—83的规定。

操作冲击耐压试验采用惯用冲击耐压试验，应以正、负两种极性波进行。

当确知某一极性波最为严格时，可仅用该极性波作试验。

试验电压应加到一次绕组的接线端子与接地端子之间。

一次绕组的接地端子与各二次绕组的一个出线端子、夹件、箱壳(如果有)和铁心(如果应该接地)皆应连在一起接地。

1.5.4 二次绕组及接地互感器一次绕组接地端子短时工频耐压试验
试验电压应加到连在一起的二次绕组出线端子或一次绕组接地端子与地之间。

夹件、箱壳(如果有)和铁心(如果应该接地)皆连在一起接地。

当具有多个二次绕组或线段时，试验电压应加到每一个二次绕组或线段与地之间，其他绕组或线段、夹件、箱壳(如果有)及铁心(如果应该接地)皆连在一起接地。

1.6 型式试验
当制造厂持有同类型互感器某些项目的型式试验证书，并能为用户所接受时，该项型式试验可以不做。

1.6.1.1一般说明
温升试验场所的环境温度为10～40℃。

试品周围1～2m处不得有墙壁、热源和堆积杂物以及外来辐射、气流等干扰。

测量环境温度应采用2～3个温度计，其测量端各浸于容积不小于1000mL 盛满油的杯中，放置在试品周围1～2m处，并位于试品高度的中点。

当试品高度低于500mm时，须将试品垫高300～500mm。

环境温度应以这些温度计的平均值为准；确定温升的环境温度取最后2h内3次所测温度的平均值。

温升试验一般采用直接负荷法，即在被试互感器一次绕组施加额定频率且为实际正弦波的规定电压，其他绕组连接规定的负荷，夹件、箱壳(如果有)、铁心(如果应该接地)以及运行中应接地的各绕组出线端子应可靠接地。

测量绕组平均温度采用电阻法。

测量铁心表面温度，可采用酒精温度计或适当的(不受磁场影响的)热电偶或电阻型温度计，并使其测温端与铁心表面可靠接触。

测量油顶层温度时，温度计的测量端应浸没于油面下50～100mm处(如用温度计座时，座内应充以油)。

所有温度计、热电偶或电阻型温度计的测量误差应不大于±0.5℃。

试品的温度，干式互感器应以铁心表面温度为准，油浸式互感器应以油顶层温度为准。

如果这些部位的温度在试验后期每2h内上升值不超过1℃时，则认为试品的温度已达到稳定状态。

1.6.1.2绕组的电阻测温法
测量所用仪器应有足够的灵敏度和准确度。

绕组的冷态和热态电阻应用同一接线、同一仪器测量。

在温升试验结束，切断电源之后，立即测量绕组的直流电阻，由停电到测得第一个读数的时间间隔一般不应超过1～2min。

然后在8～10min内每隔相等的时间(30～60s)测定一个电阻值，并依次记录为R1、R2、R3、…、R k。

其后再隔5～10min补充测量一个参考值R n。

与此同时，记录各个测定时间t1、t2、t3…、t k，以切断电源瞬间为t=0。

图2
在对数线性坐标纸上，将(R1- R n)、(R2- R n)、(R3- R n)、…(R k-R n)和t1、t2、t3、…、t k的相应各点绘出，用一直线连接，其与R坐标轴的交点即为t=0时的(R0-R n)
值，由此可得切断电源瞬间的绕组电阻R 0(见图2)。

绕组平均温升(Δθ)按下式计算：
()()∆θθθθ=
+−+R R 0
112235235
式中 R 0——切断电源瞬间绕组热态电阻，Ω； R θ1——冷态下，温度为θ1时的绕组电阻，Ω； θ1 ——绕组冷态温度(与环境温度相同)，℃； θ2 ——温升试验后期，确定温升的环境温度，℃； 235——铜导体温度系数的倒数。

1.6.1.3 连续工作状态下的温升试验 试验按1.3.5款a 项的规定进行。

1.6.1.4 额定电压因数下的温升试验 试验按1.3.5款b 、c 项的规定进行。

1.6.2 一次绕组雷电冲击(全波和截波)耐压试验
试验按GB311.1～311.6—83的规定。

雷电冲击耐压试验采用惯用冲击耐压试验，应以正、负两种极性波进行。

当确知某一极性波最为严格时，可仅用该极性波作试验。

试验电压应加到不接地互感器一次绕组每一个出线端子与地之间，或接地互感器一次绕组接线端子与接地端子之间。

不接地互感器一次绕组的非被试出线端子或接地互感器一次绕组的接地端子应接地，二次绕组的出线端子或连在一起接地，或接到一个合适的记录装置上，以记录试验时在二次绕组出现的电压波形。

1.6.3 外绝缘短时工频湿耐压试验或操作冲击湿耐压试验 试验按GB 311.1～311.6—83的规定。

不接地互感器的短时工频湿耐压试验采用外施工频耐压试验，按1.5.2.2项进行。

接地互感器则采用感应耐压试验，按1.5.2.3项进行。

操作冲击湿耐压试验按1.5.3款进行。

1.6.4 短路承受能力试验
试验时，互感器的起始温度应为10～40℃。

在互感器一次绕组进行励磁，然后将二次绕组的两个出线端子短接。

在短路期间内，施加到互感器一次绕组上的电压有效值应不低于其额定电压值。

注：对于电磁式电压互感器，也可以由二次绕组励磁，将一次绕组两个出线端子短接。

当具有多个二次绕组(包括剩余电压绕组)、线段或分接头时，其试验接线应由制造厂与用户协商决定。

如果用户无特殊要求，则多二次绕组互感器的试验应在短路阻抗值较小的二次绕组上进行。

短路试验进行1次，持续时间为1s 。

短路试验后，当互感器冷却到环境温度时，若能满足下列要求，则认为试验合格。

a.目力检查无损伤(如相对位移、永久变形和损伤)；
b.测定的误差值，与本试验前的差异应不超过其相应准确级误差限值的1/2，且仍满足相应准确级的要求；
c.能承受1.5.2款及1.5.4款所规定的试验，但其施加电压值减至原规定值的90%；
d.经检查，与一、二次绕组导体表面接触的绝缘无明显的劣化现象(例如碳化现象)。

如果绕组是铜的，其20℃的电导率不低于58m/Ω·mm2的97%，且相应的电流密度不大于160Amm2，则可不进行d项检查。

电流密度是以测得的二次绕组中对称短路电流有效值(除以额定变比即为一次绕组中的电流)计算的。

1.7一般结构要求
1.7.1接地螺栓和接地符号
电压互感器应有直径不小于8mm的接地螺栓，或其他供接地线连接用的零件(例如面积足够且有连接孔的接地板)。

接地处应有平坦的金属表面，并在其旁标有明显的接地符号“”或“地”字样。

这些接地零件皆应有可靠的防锈镀层或采用不锈钢材料。

注：额定电压380V的互感器，可采用直径6mm的接地螺栓，亦可通过互感器的金属零件接地。

1.7.2出线端子
电压互感器二次出线端子螺杆直径不得小于5mm，出线端子应用铜或铜合金制成，并有可靠的防锈镀层。

二次出线端子板防潮性能应良好。

1.7.3对油浸式电压互感器的结构要求
a.额定电压35kV及以上的互感器，应有保证绝缘油与外界空气不直接接触或完全隔离的装置(例如装设隔膜、金属膨胀器等)，或其他防油老化措施。

b.额定电压63kV及以上的互感器，应装有压力释放装置或兼有压力释放功能的其他用途装置。

c.额定电压35kV及以上的互感器，应装有油面(油位)指示装置，并应表示出相当于油温为-30℃(或-5℃)、+20℃和+40℃三个油面(油位)的标志。

对某些互感器(例如其油面或油位不随温度变化者等)，则应装有指示油是否充满或足够的装置。

d.油箱下部应装有取油样或放油用的塞子或阀门，其装设位置应能放出互感器最低处的油。

e.互感器应有良好的密封性能和足够的机械强度，其技术要求由各型互感器的技术条件规定。

1.8标志
1.8.1出线端子标志的一般规定
出线端子标志应标明以下内容：
a.一次绕组和二次绕组、剩余电压绕组(如果有)；
b.中间抽头(如果有)；
c.绕组的极性关系。

1.8.1.1标志方法
出线端子标志由字母和数字组成，应清晰牢固地标在出线端子表面或近旁处。

1.8.1.2标志内容
单相电压互感器的出线端子标志如表3。

大写印刷体字母A、X和N表示一次绕组出线端子，小写字母a、x和n表示二次绕组出线端子。

字母A、X表示一次绕组的接线端，字母N表示接地端，双字母da和dn表示剩余电压绕组出线端子。

1.8.2铭牌标志
每台电压互感器的铭牌至少应标出下列内容：
a.国名；
b.制造厂名(不以工厂所在地地名为厂名者，应同时标志地名)；
c.互感器名称；
d.互感器型号；
e.标准代号；
f.额定频率及相数；
g.设备种类：户内或户外(额定电压380V的互感器可不标出)，如互感器允许使用在海拔高于1000m的地区，还应标出其允许使用的最高海拔；
h.设备最高电压(额定电压380V的互感器不标出)；
i.额定绝缘水平(额定电压380V的互感器不标出)；
j.额定一次电压、二次电压和剩余电压绕组(如果有)额定电压；
k.额定输出及其相应准确级；
l.额定电压因数及其相应的额定时间(额定电压35kV及以下的互感器可不标出)；
m.绝缘耐热等级(A级不标出)；
表3出线端子标志
n.互感器的总重及油浸式互感器的油重，kg(干式互感器总重小于50kg时可不标出)；
o.出厂序号(额定电压380V的互感器可不标出)；
p.制造年月。

注：①h和i项内容可合并标出如下(如须冠以标题时，则仅用“额定绝缘水平”)：设备最高电压/额定短时工频耐受电压/额定雷电冲击全波耐受电压，kV或者设备最高电压/额定操作冲击耐受电压/额定雷电冲击全波耐受电压，kV。