电压互感器测试方法「电流互感器试验步骤」

今天带来电压互感器测试方法「电流互感器试验步骤」，关于电压互感器测试方法「电流互感器试验步骤」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

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最近有朋友向笔者咨询关于电压互感器的问题。那么你知道电压互感器是啥吗？它又有哪些特点和试验方法呢？今天这篇文章，我们就来一同看看吧！

一、电压互感器的基本概念

电压互感器是将一次（高压）侧交流电压，按照额定电压比转换成可供电侧仪表、继电保护装置或控制装置使用的二次（低压）侧电压的变压设备。

根据以上所述，电压互感器的功能与作用可归纳为以下三点：

a. 将一次系统的电压信息准确地传递到二次侧相关设备；

b. 将一次系统的高电压变换为二次侧的低电压、小电流，使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并降低了对二次设备的绝缘要求；

c. 将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离，从而保证了二次设备和人身的安全。

电容式电压互感器（图片来源：网络）

二、电压互感器的分类及概述

按照工作原理可分为：电磁式电压互感器、电容式电压互感器、数字式光电电压互感器。

按照主绝缘结构形式可分为：固体绝缘电压互感器、油纸绝缘电压互感器、SF6气体绝缘电压互感器（主要用于SF6组合电器）。

固体绝缘电压互感器（图片来源：网络）

2.1 固体绝缘电压互感器

以固体绝缘电压互感器为例，其最具代表性的是环氧浇注绝缘电压互感器。这种结构和材料的互感器，一般用于35kV及以下的电压等级。

与其他形式的互感器比较，环氧浇注绝缘电压互感器主要有以下优点：

a. 少维护 --- 产品投入电网运行后不需要做太多的维护工作；

b. 无油无气、环保清洁 --- 不会因密封不良等产生漏油、漏气缺陷；

c. 重量轻 --- 整个互感器中金属部分所占比例较小，相比于同样容量的其它类型的互感器轻；

d. 安装运输方便 --- 在运输箱中只要固定牢固，即可多方位装车运输。

根据其实际运行情况，常见的故障和缺陷主要有以下两点：

a. 环氧绝缘炸裂。互感器运行后短时间内（一般不超过1年），在系统电压下出现表面绝缘开裂或者炸裂现象。

b. 外绝缘表面爬电，造成不可恢复的炭化放电通道。

分析其故障和缺陷的原因，主要有以下几点：

a. 环氧材料的抗老化性能较差，即使是户外环氧, 也无法真正达到户外运行的要求（防止太阳光下的紫外线照射造成老化）；

b. 绝缘表面抗污秽能力差，是户外运行所不允许的。采用硅橡胶外绝缘和带有硅橡胶增爬裙的瓷绝缘，要经常检查硅橡胶表面的放电情况，如有放电现象要及时处理；

c. 在屏蔽设计上存在很大缺陷，使得局部放电指标成了众多制造厂家难以逾越的障碍。

d. 浇注工艺控制不合理、对于不同材料的膨胀及缓冲方法的理解存在误区，造成浇注型干式产品爆炸事故频现。

2.2 油纸绝缘电压互感器

以油纸绝缘电磁式电压互感器为例，其结构特点如下：

a. 髙压绕组首端和末端绝缘水平不一致，采用了分级绝缘方式（首端的绝缘等级与系统相同，末端的试验电压为交流2000V）。

b. 一次绕组采用串级式宝塔形结构，四个绕组自上而下所承受的系统对地电压逐步降低。

c. 内部绝缘支撑架在运行中承受电压作用。其中上铁芯固定点承受3/4相对地电压，下铁芯固定点承受1/4相对地电压。

当巡视油纸绝缘电磁式电压互感器时，常发现的异常判断点及处理方法如下：

a. 三相电压指示不平衡，一相降低，另两相正常，线电压不正常，或伴有声、光信号，可能是电压互感器的高压或低压熔断器熔断；若是新投运的互感器，则有可能变比不相符，应及时处理。

b. 在中性点非有效接地系统中，一相电压降低，另两相电压升高或指针摆动，可能是单相接地故障或基频谐振，或负荷较轻时，三相对地电容电流不平衡引起；

如三相电压同时升高，并超过线电压，则可能是分频或高频谐振，应采取消谐措施。

c. 在中性点有效接地系统中，当母线倒闸操作时，出现相电压升髙并以低频摆动，一般为串联谐振现象。若无任何操作，突然出现相电压升高或降低，则可能是互感器内部绝缘故障，如串级式电压互感器可能绝缘支架击穿或一次绕组层间或匝间短路（上绕组故障U升高，下绕组故障U降低），上述两种情况均应立即退出运行，进行检查。

d. 在中性点有效接地系统中，电压互感器投运时出现电压表指示不稳定，可能是髙压绕组N(X)端接地不良，应立即退出运行进行检査。

例行试验该电压互感器时，缺陷判断及处理方法如下：

a. 绕组绝缘电阻下降，介损超标或绝缘油指标不合格。主要原因是产品密封不良，使绝缘受潮。

处理方法：对互感器进行器身干燥处理，如判断为轻度受潮，采用热油循环干燥，如判断为重度受潮，则需进行真空干燥。

b. 绝缘油介损超标，含水量大，简化分析项目不合格如酸值过高等。主要原因是制造厂进货油样试验把关不严，劣质油进入系统，或运行维护中对互感器原油的产地、牌号不明，未作混油试验，盲目混油。

处理办法：如果是新产品质量问题，不论是否投运，一律返厂处理，通过有关试验确认；如仅污染器身表面，可做换油处理，此时还应注意清除器身内部残油；如严重污染器身，则全部更换器身绝缘，必要时更换一次绕组导体。

c. 产品运行中出现H2（氢气）或者CH4（甲烷）单相含量超过注意值，或总烃含量超过注意值。

其主要原因是：对气体组分含量超过注意值的产品要具体分析, 对于H2（氢气）单相超过注意值的，这可能与金属膨胀器除H2处理不够或油箱除漆工艺不当有关；

如果多次试验结果数值稳定，则不一定是故障的反应。但当H2增长过快时，则应给予注意。甲烷单相过高，可能是绝缘干燥不彻底或老化所致。对于总烃含量高的互感器，应认真分析烃类气体的成分，对缺陷类型进行判断，并通过有关电气试验进一步确诊。当出现乙炔时应予以充分重视，因为它是反映放电故障的主要指标。

处理方法：首先视情况，安排有关电气试验，如一次绕组直流电阻测量、高压介损、局部放电等，以进一步判断故障性质和确定故障部位。比如可进行换油处理或对绝缘油进行脱气处理；如判断为悬浮放电或电气接触不良，常见的原因是互感器铁芯穿芯、螺杆电位悬浮放电等, 对此应进行相应处理；确认为绝缘故障，则必须进行解体检修，必要时返厂处理。

在对此进行电气试验时，应注意以下几个技术要点：

a. 对绝缘油进行色谱分析时，要严格按照色谱规程的要求进行。取样器皿的准备、取样的过程、油样的保存和运输、脱气及检测、含气量的计算要规范化，避免出现某一过程失误造成的测量误差，必要时采取多样分析核对的手段，确保测试结果准确，为缺陷或故障判断打好基础。在发现实验数据异常时，要适时缩短实验周期，或者辅助以绝缘油耐压和微水实验项目，增加对故障判断的判据。

b. 绕组绝缘和支架绝缘的介质损耗的测量，要充分考虑互感器的绝缘结构对测量结果的影响（被测绝缘的电容量大小、二次接线端子的脏污、空间电磁场的干扰等），并根据被测量绝缘部位选择正确的接线方式。

2.3 110kV电容式电压互感器

其基本结构可分为电容分压器、电容分压器套管、电磁单元、电磁单元箱体、高压电容、中压电容、中间变压器、补偿电抗器、阻尼器、电容分压器低压端对地保护间隙、阻尼器连接线、一次接线端、二次输出、接地端、绝缘油、端子箱、外置式金属膨胀器。

如下图所示：

这里来谈谈电容分压器和电磁单元。

电容分压器，由1到4节套管式电容分压器叠装而成，每节电容分压器单元装有数十只串联而成的、膜纸复合介质组成的电容元件，并充以绝缘油密封，高压电容C1和中压电容C2的全部电容元件被装在1~4节瓷套内，由于它们保持相同的温度，所以由温度引起的分压比的变化可被忽略。

电磁单元，包括中间变压器、补偿电抗器以及抑制铁磁谐振的阻尼器。补偿电抗器的电抗值与电容分压器的等值电容在额定频率下的容抗相等，以便在不同的二次负荷下，使一次电压和二次电压之间能获得正确的相位和变比。

2.4 电容式电压互感器的特点

与电磁式电压互感器相比较，电容式电压互感器有以下特点：

a. 体积小、重量轻，现场便于安装和运输。

b. 由温度变化引起的电容量和分压比的变化可以忽略不计。

c. 每节分压电容内装有金属膨胀器，在互感器本体温度变化时，保持内部压力微正压，不容易渗漏油。

d. 电容器的电感量小。因此，除用做系统电压测量外，还作为载波或继电保护信号的上传通道。

e. 正常运行时不需要对其中的绝缘油进行处理和分析。

f. 运行时不易导致系统的铁磁谐振。

2.5 电容式电压互感器的常见故障和缺陷

1）三相电压不平衡，开口三角有高电压，设备有异响并发热，可能是阻尼回路不良引起的自身谐振现象，应立即停止运行；

2）二次输出为零，可能是中压回路短路或开路，电容单元连接断开，或二次接线短路；

3）二次输出电压髙，可能是电容器C1有元件损坏，或电容单元低压端未接地；

4）二次输出电压低，可能是电容器C2有元件损坏，二次过负荷或连片接触不良，或电磁单元故障。

5）二次电压波动，可熊是二次连接松动，或分压器低压端子未接地或未接载波回路，如果是速饱和电抗型阻尼器，有可能是参数配合不当。

6）渗漏油。包括分压电容器的膨胀器制造质量不良造成的破裂渗漏、端部法兰密封老化造成的渗漏、电磁单元油位观察窗密封不良造成的渗漏。

需要特别说明的是：电容式电压互感器一旦发现渗漏油，要立即退出运行。

7）分压电容器介质损耗试验超标。主要因内部电容元件制造工艺不良和总装时真空处理不好造成。

8）电磁单元内部的补偿电抗器因铁芯松动造成振动大，声音异常。

9）中压电容接地端子未正常接地或者接地不良，造成二次接线盒内部放电。