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电磁式电压互感器介质损耗因数tanδ的现场测试方法
时间：2019-09-13
1、电磁式全绝缘电压互感器
1.1 试验接线
可以采用将一次绕组短路加压，各二次绕组均短路，接西林电桥Cx点的正接法来测量tanδ及电容值；也可以采用对电桥的E点加压，将一次绕组短路，接QS1电桥的Cx点，其各二次绕组均短路直接接地的反接法。
1.2 判断和标准
电磁式电压互感器在交接试验时，35kV油浸式的tanδ(%)可参照DL/T 596规定判断。35kV以上的，在试验电压为10kV时，按制造厂试验方法测得的tanδ值不应大于出厂试验值的130%。
运行中电磁式电压互感器的tanδ(%)值按DL/T 596规定判断。
2、串级式电压互感器
2.1 绕组结构
图1-1为220kV串级式电压互感器的绕组及结构布置图。一次绕组分成4段，绕在两个铁芯上；两个铁芯被支撑在绝缘支架上，铁芯对地分别处于3/4和1/4的工作电压，一次绕组最末一个静电屏(共有4个静电屏)与末端“X”相连接，“X”点运行中直接接地。末电屏外是二次绕组ax和剩余二次绕组aDxD“X”与ax绕组运行中的电位差仅100/√3V，它们之间的电容量约占整体电容量的80%。110kV级的绕组及结构布置与220kV级类似，一次绕组共分2段，只有一个铁芯，铁芯对地电压为1/2的工作电压。
图1-1 220kV串级式电压互感器原理接线图
1——静电屏蔽层；2——一次绕组(高压)；3——铁芯；4——平衡绕组
5——连耦绕组；6——二次绕组；7——剩余二次绕组；8——支架
2.2 试验方法和接线
测量串级式电压互感器tanδ和电容的主要方法有：末端加压法、末端屏蔽法、常规试验法和自激法。末端加压法采用较广，它的优点是电压互感器A点接地，抗电场干扰能力较强，不足之处是存在二次端子板的影响，且不能测绝缘支架的tanδ值；末端屏蔽法“X”接屏蔽能排除端子板的影响，能测出绝缘支架的tanδ值。电压互感器的预防性试验规定，必须增加对绝缘支架的介质损失值的测试项目，因此DL/T 596建议采用末端屏蔽法试验。自激法抗干扰力差，一般较少采用。
a) 试验接线和方法如图1-2～图1-6和表1-1所示。
图1-2 末端加压法测量接线
AX——高压绕组端子；ax——二次绕组端子；aDxD——剩余二次绕组端子；Cx——电容电桥端子
E——电桥接地端子；R4——电桥固定电阻；C4——电桥可调电容；Cn——标准电容；R3——电桥可调电阻
图1-3 末端加压法测量对剩余二次绕组端部tanδ的接线
AX——高压绕组端子；ax——二次绕组端子；aDxD——剩余二次绕组端子；Cx——电容电桥端子
E——电桥接地端子；R4——电桥固定电阻；C4——电桥可调电容；Cn——标准电容；R3——电桥可调电阻
图1-4 末端屏蔽法：电压互感器底座接地测量一次对二次绕组的试验接线(测出Ca及tanδa)
AX——高压绕组端子；ax——二次绕组端子；aDxD——剩余二次绕组端子；Cx——电容电桥端子
E——电桥接地端子；R4——电桥固定电阻；C4——电桥可调电容；Cn——标准电容；R3——电桥可调电阻
图1-5 末端屏蔽法：电压互感器底座对地绝缘测量一次对支架与二次绕组并联的试验接线(测出Cb及tanδb)
AX——高压绕组端子；ax——二次绕组端子；aDxD——剩余二次绕组端子；Cx——电容电桥端子
E——电桥接地端子；R4——电桥固定电阻；C4——电桥可调电容；Cn——标准电容；R3——电桥可调电阻
图1-6 末端屏蔽法直接测量支架tanδ接线
AX——高压绕组端子；ax——二次绕组端子；aDxD——剩余二次绕组端子；Cx——电容电桥端子
E——电桥接地端子；R4——电桥固定电阻；C4——电桥可调电容；Cn——标准电容；R3——电桥可调电阻
图1-7 常规法(反接线)接线
AX——高压绕组端子；ax——二次绕组端子；aDxD——剩余二次绕组端子；Cx——电容电桥端子
E——电桥接地端子；R4——电桥固定电阻；C4——电桥可调电容；Cn——标准电容；R3——电桥可调电阻
表1-1 测量电压互感器tanδ和电容的接线方法
|
序号 |
试验方法 |
图号 |
西林电桥接线方式 |
被试品接线方式 |
被测绝缘部位 |
测得 |
||||||||
|
接线 |
Cx端 |
“E”端 |
加压端和 |
接地端 |
悬浮端 |
底座 |
绕组间 |
支架 |
二次 |
剩余二 |
||||
|
1 |
末端加 |
图1-2 |
正接线 |
x，xD |
地 |
X加2kV～3kV |
A |
aD，a |
接地 |
√ |
|
√ |
√ |
|
|
2 |
图1-3 |
正接线 |
xD |
地 |
A，x |
aD，a |
接地 |
√ |
|
√ |
|
|
||
|
3 |
末端 |
图1-4 |
正接线 |
x，xD |
地 |
A加10kV或 |
X |
aD，a |
接地 |
√ |
|
|
|
Ca，tanδa |
|
4 |
图1-5 |
正接线 |
x，xD，底座 |
地 |
X |
aD，a |
绝缘 |
√ |
√ |
|
|
Cb，tanδb |
||
|
5 |
图1-6 |
正接线 |
底座 |
地 |
X，x，xD |
aD，a |
绝缘 |
|
√ |
|
|
Cc，tanδc |
||
|
6 |
常规法 |
|
正接线 |
ax，aDxD |
地 |
AX加10kV |
|
|
绝缘 |
√ |
√ |
√ |
√ |
|
|
7 |
|
正接线 |
ax，aDxD |
地 |
AX加10kV |
|
|
接地 |
√ |
|
√ |
√ |
|
|
|
8 |
|
正接线 |
ax |
aDxD，地 |
AX加10kV |
|
|
接地 |
√ |
|
√ |
|
|
|
|
9 |
|
正接线 |
aDxD |
ax，地 |
AX加10kV |
|
|
接地 |
√ |
|
|
√ |
|
|
|
10 |
|
正接线 |
底座 |
ax，aDxD，地 |
AX加10kV |
ax，aDxD |
|
绝缘 |
|
√ |
|
|
|
|
|
11 |
图1-7 |
反接线 |
AX |
加压 |
经E加2kV～3kV |
ax，aDxD |
|
接地 |
√ |
√ |
√ |
√ |
|
|
|
|
||||||||||||||
b) 绝缘支架tanδ和电容的测量。由于支架的电容量很小(一般为10pF～25pF)，因此按图1-6直接法测量的灵敏度很低，在强电场干扰下往往不易测准，建议使用间接法，按图1-4和图1-5两次测量后，用式(1)计算出绝缘支架的电容Cc和介质损耗因数tanδc，即：
Cc=Cb﹣Ca
tanδc=(Cbtanδb﹣Catanδa)/(Cb﹣Ca) (1)
式中：
Ca及tanδa——按图1-4接线测量的一次对二次绕组的电容及介损值；
Cb及tanδb——按图1-5接线测量的一次对支架与二次绕组并联的电容及介损值。
按图1-6测量时，为便于电桥平衡，需要在R4上再并接适当电阻，通常，取外并电阻后R1=R4/n(n=1、2、3、…、9)。此时，被试的tanδ值等于C4的微法值除以n，即tanδ=C4/n。
2.3 试验标准
串级式(分级绝缘)电压互感器20℃时的tanδ值应不大于表1-2中数值。
表1-2 串级式(分级绝缘)电压互感器测量tanδ的试验标准
|
电压等级 |
试验方法 |
交接及大修后 |
运行中 |
|
|
66kV～220kV |
常规试验法 |
2.0 |
2.5 |
|
|
末端加压法 |
按图1-2接线 |
2.5 |
3.5 |
|
|
按图1-3接线 |
3.5 |
5.0 |
||
|
末端屏蔽法 |
本体，按图1-4接线 |
3.5 |
5.0 |
|
|
绝缘支架，按图1-4、图1-5或图1-6接线 |
6.0 |
6.0 |
||
|
自激法 |
2.5 |
3.5 |
||
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