电压互感器感应耐压试验

产品简介

一．电压互感器的基本原理和作用

1.1 电压互感器的原理：

电压互感器是一个带铁芯的变压器。它主要由一、二次线圈、铁芯和绝缘组成。档在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁芯中就产生一个磁通，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同的电压互感器。

1.2 电压互感器的作用：

电压互感器是将高电压按比例转换成低电压，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。

1. 将电力系统的一次电压按一定的变比缩小为要求的二次电压，供各种二次设备使用。

2. 使二次设备与一次高压隔离，保证人身和设备的安全。

二．试验的作用和目的

据有关统计，电力系统60%以上的停电事故是由设备绝缘缺陷引起的。设备绝缘的劣化，都有一个发展期，在这个发展期，绝缘材料会发出一些物理、化学信息，这些信息反映出绝缘状态的变化情况。这就需要电气试验人员通过电气试验，了解掌握绝缘情况，以便在故障发展的初期就能够及时准确发现缺陷并处理。电压互感器作为重要的一次设备在电力系统中发挥着重要的作用。保障电压互感器及其二次回路的稳定运行至关重要。

变压器、电磁式电压互感器等绕组类电气设备进行工频耐压试验只能检验其绕组的主绝缘，即绕组的匝间、层间纵绝缘部分未能受到检验。随着电压等级的提高，线圈类电气设备的匝间绝缘相对比较薄弱，于是对匝间绝缘垫的考验就显得极其重要。因为在额定频率下，施加1.2倍的额定电压时，铁芯磁通将达到饱和，励磁电流将急剧增加，故给铁芯施加1.3倍额定值以上的工频激励电压是行不通的，只有提高励磁电源频率来提高绕组匝间电压，才能达到预期的电压（一般感应耐压试验频率为100、150、200Hz，是工频的整数倍，故称为倍频感应耐压试验）。从二次侧施加频率高于工频的试验电压，一次侧感应出相应的试验电压，电压分布情况与运行时相同，且高于运行电压，达到了考核电压互感器纵绝缘的目的。

三．试验仪器、设备的选择

3.1试验电源频率的选择：

在电压互感器感应耐压试验时，施加在互感器绕组上的试验电压高于运行电压倍数，要满足试验要求使铁芯不过励磁，只能提高试验电源频率，工程中选择三倍频变压器一般就可以满足电压互感器感应耐压试验的要求。

3.2三倍频发生器输入电压的选择：

三倍频发生器输入电压高低很关键。输入电压太低，三倍频发生器输出3次谐波含量低，导致输出电压低；输入电压太高，三倍频发生器3次以上谐波高，输出波形变差，输出效率低。当输入电压不合适时，可使用调压器调节合适的励磁电压。

3.3 试验电压的选择：

电压互感器感应耐压试验时，试验电压频率较高，被试互感器为容性负荷，为了避免“容升”的影响，一般要求试验电压在高压侧测量。若在低压侧测量，应考虑“容升”问题，此时低压侧施加的试验电压应按下式计算：

电压互感器感应耐压试验容升修正系数：

3.4补偿电感

由于电压互感器感应耐压试验时呈容性负荷状态，为减少试验设备容量、避免倍频谐振，故应根据电压互感器不同电压等级在其二次绕组或辅助绕组接入补偿电感。补偿电感的选择原则是在试验频率下，被试电压互感器仍呈容性。

为了有目的的选择补偿电感，试验前应对电压互感器辅助绕组加150Hz频率至额定电压100V，读取电流，确定加压线圈的输入容抗值，然后按经验公式选择补偿量，使补偿达到预期效果。输入容抗值应按下式计算，即：

根据计算出的电抗量选择补偿电抗器的抽头，然后接入被测互感器的Ux绕组。将倍频电压升至100V，测量被测互感器加压的辅助二次绕组出的cosφ值。如果cosφ在0.7~0.9的范围内，则补偿量合适。如cosφ过大，应增加0.5~1的补偿电抗。如cosφ过小，则减少补偿电抗0.5~1。

3.5试验设备选择

感应耐压的倍频发生器有两种，

第一种：三倍频发生器一次由3台单相变压器星型接法，二次为开口三角接法，同时工作在磁芯饱和区，取其3次谐波，输出频率150Hz的交流信号。

如图：

综上所述，电压互感器三倍频变压器感应耐压电压及容量的选取按经验确定如下表：

第二种，电子式多倍频发生器由高性能微处理器控制的变频电源，输出正弦波，波形失真度小 , 波形畸变率 ＜ 3 ％，输出稳定。

依据经验，5kVA电子式多倍频发生器适用于110kV及以下电压互感器的感应耐压试验，10kVA 电子多倍频发生器适用于220kV及以下电压互感器的感应耐压试验。

四．现场试验步骤及要求

1． 试验接线

试验时，电压互感器外壳，铁芯、二次绕组、辅助绕组及一次绕组尾端接地。一般35kV电压互感器可从二次绕组加压，110kV及以上电压互感器可从辅助绕组施加电压，在辅助绕组加压所需的试验容量比从二次绕组加压时要小，同时电压互感器容量大时，可利用二次绕组加补偿电感，也可将二次绕组和辅助绕组串起来加压效果更好。

2． 试验步骤

1.1 对电压互感器进行放电，将其高压端接地、拆除所有引线。合理布置试验设备，试验设备外壳应可靠接地。油浸式电压互感器、干式电压互感器铁芯须接地。

1.2 接线完成后，认真检查接线，调整、检查操作箱保护装置，用万用表测量三相电压。

1.3 接通三相电源，合上电源开关，从零开始升压，试验过程中密切观察电流表和电压表的变化情况，观察电压波形是否平滑。升压速度在75%试验电压以前可以是任意的，在75%试验电压开始应以每秒2%试验电压的速率升压至试验电压，开始计时。

1.4 耐压结束后，迅速降压到零，然后切断电源。使用放电棒对被试电压互感器放电，拆除试验接线，试验结束。

五．试验注意事项

1. 被试电压互感器各绕组、底座、铁芯均应接地。

2. 使用三倍频变压器时，因装置铁芯采用过励磁原理，使用时间最好不要超过1min。

3. 使用变频变压器时，上限频率不应超过300Hz，以免电压互感器铁芯过热。

4. 采用补偿电感时，补偿后试品必须呈容性，以免发生谐振。

5. 试验现场常采用分压器测量一次电压，其线圈尾端须接地。

六．耐压试验时间

1．感应耐压试验，试验电压频率可以比额定电压频率高，以免铁芯饱和，感应耐压时间应为1min。若试验频率超过两倍频率时，其试验时间可少于1min，并按下式计算，最少15s，即：

例：

一台电压互感器型号为JDZX9-35，其额定电压35/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1/3,出厂试验电压为95kV，现要求采用三倍频进行感应耐压试验，试验时在辅助绕组施加电压问实际施加在辅助绕组的试验电压为多少才能满足试验要求。

1．确定高压侧试验电压，根据规程规定试验电压为出厂试验的80%，即：

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