电容型电流互感器反措实验技术——高电压介损的测量

发表时间：2019-09-18T09:13:03.327Z 来源：《电力设备》2019年第7期 作者： 魏芝荣[导读]

（大唐环境产业集团股份有限公司淮北虎山项目部 安徽淮北 235000） 1.结构简介

在老电厂经常使用的CT是电力系统使用比较广泛的的220KV电容式电流互感器，它由十个电容元件串联而成，这种电容式电流互感器的电容是做成“U”型结构，绝缘纸易于卷褶破损，残留局部缺陷容易形成局部放电，造成造成热击穿今儿发展成为部分电容元件击穿，有时甚至会发生严重的爆炸事件，高电压下的介质损损耗试验就能发现这类绝缘缺陷。 2、电容式电流互感器高电压介损测量的必要性及重要性

（1）电容式电流互感器是油纸复合绝缘，在交流电压作用下，将呈现如下几种不同类型的损失， A、电导损失P=U2/R

B、由极化造成的损失P=WCU2tgδ C、局部放电形成的损失

上述能量损耗都可以通过测量电容式电流互感器的tgδ变化反映出来。对tgδ值的分析，一方面看绝对值，另一方面tgδ相对值和在不同电压下的变化值相当重要，如果在10KV下tgδ值很低，但在不同电压下的变化很大，则说明，该设备的绝缘子应用过程中将发生不良趋势。设备内部缺陷不同tgδ-U曲线的形状也不同，因此可以根据实验数据绘出tgδ-U曲线，由曲线形状来判断互感器是否存在局部放电，受潮等缺陷。

（2）电容型CT的tgδ曲线

1)、图中曲线，a是良好的绝缘缺陷，其tgδ不随试验电压的升高而增大，是在接近额定电压时才略为增加，降低电压时与升高电压时的tgδ值一致，不形成环状。

2)、曲线b是发生气隙局放的典型例子，在试验电压为未达到局放起始电压时，tgδ值保持恒定，达到局放起始电压时tgδ就急剧增高。当逐步降低电压时tgδ时就高于各相应电压下的值，直至气隙放电熄灭曲线又形成河形成闭口环状 3)、曲线c是严重受潮绝缘的曲线

在较低电压下，tgδ值就较大，随电压的升高，tgδ这是由于绝缘吸潮而使泄漏电流增大所致。当逐步降低电压时，由于tgδ增大使介损发热，致使tgδ值不能降到原来的相应电压的值。

4)、曲线d是绝缘含有离子型杂质的缺陷，tgδ随电压上升而下降，这是由于在交流电作用下，离子在纸层间往复运动。当电压降低是离子运动速度慢，不会碰到纸。电压升高后离子运动速度加快，机械运动受到纸的阻拦，不在是简谐振动，表现在电流上为有功分量波形畸变，致使δ角减小。因为西林电桥检流计测量是基波电流，当电流波形发生畸变时，其基波分量不再与电压同相，而是超前一个角度，致使tgδ下降。

5）、据前国家电力公司2000年9月28日发布的电力系统《防止电力生产重大事故的二十五项反措重点要求》中的规定：对220KV及以上电压等级互感器应进行高电压下的介损试验。 4、高电压介损的操作

(1)使用QS1电桥测量,采用正接线。电桥的Cx接CT末屏。可在电桥Cx与E之间并联 10/1倍的电阻。353.78欧姆，这样,电桥的放量分流器仍可放在0.01档，由于电桥平衡时所需的R3阻值很小，,电桥不会被烧坏，电容型CT的介损是很小的，一般只有百分之零点几，在没有高压无损标准电容器时采用两节串联的SW6-220型开关的均压电容代替，其电容量和介质损是780Pf,0.35%.当用做标准电容器的电容介质损大于试品的介质损，即使没有任何干扰也会出现负介质损，此时应按-tgδ=（- tgδ）*R3/R4(R4恒等于3184欧姆)换算成实际的负介损，然后同标准电容器的介损相加，就可得出CT的介质损。根据tgδ-U曲线关系曲线的要求，试验电压可从10KV开始逐渐升到CT的最高运行电压，逐级降至10KV逐级测量介质损。因此根据IEC和GB4109-83规定要测量一分钟50H耐压前后的0.5Ue,1.05 Ue和1.5 Ue的tgδ值，推荐最高试验电压标准为1.05Ue/1.732,由于老厂为电源点，升压站工作电压为228KV～236KV取236KV即1.05 Um=143KV。考虑电源容量本次试验电压只升到130KV.

(2)试验时R3并联电阻为300欧姆试验变容量为30KVA、QS1电桥，首先检查CT的围观有无裂纹，瓷裙有无破损和脏污 （3）用2500V摇表测量一次对末屏及末屏对地的绝缘，如末屏对地绝缘在100MΩ以上部应做高压介损试验。 （4）用作标准电容器的高压电容，除在实验室里测除CN与tgδm外，在室外还应进行现场实测电压加到10KV，以判断气候条件对标准电容器的影响。 老厂某次#2717电容式电流互感器高电压介损试验数据如下： 5、现场测量中注意事项 （1）消除引线电晕的影响 由于本次试验在220KV升压站做的，为了消除高压下引线电晕影响，可采用蛇皮管和粗导线作为高压引线 （2）减小高压引线与CT表面产生的寄生电容的影响 为了减少这种影响我们将高压引线CT间的夹角拉大，接近垂直。 （3）外电场的干扰，由于试验现场在220KV升压站被试品与周围带电部分存在着电容，周围设备都在运行外电源通过电容耦合所产生的影响就很大了；特别是干扰电流通过R3桥臂使所测量的数值与实际值存在一定的误差影响了测量的精度。 消除电场干扰的最常最容易实现的方法是屏蔽法和导向法。因为本次试验所要加在试品上的最高试验电压是143KV且所需的试验电源容量很大，采用移相法是非常困难的，会影响测量的正确性。屏蔽法，即将抽压小套管屏蔽，用铁丝、或铜丝在电流互感器瓷套底部的第一、二裙绕上屏蔽线接在Cx的屏蔽线上，因为Cx处以低压，此时受外界干扰不大，容易实现。 倒项法是在某一项试验电源的正反及线下进行测量tgδ，取其平均值。 （4）磁场的干扰 介损实验是在220KV升压站进行的,周围带电设备产生大量的漏磁通，将对检流计产生直接干扰。当存在干扰时，检流计转换开关放在中间位置，光带的宽度有扩展，为了消除对检流计的影响可移动电桥位置使是之远离干扰源，将桥体转动，改变角度，找到干扰最小值，再取测量位置开关接在“接通一”“接通二”下所测结果的平均值。 （5）电源质量对测量结果的影响 现场实验经常会遇到一个试验电源不同频率的电场干扰使电桥很难平衡，例如试验电源波形当中含有大量的三次谐波分量，本次实验所使用的试验变压器输入端是线电压380V。这就使试验电源中的三次谐波分量没有通路，而被屏蔽在测量回路以外。综上所述，随着电力系统电压等级的提高及设备更新改进，高电压下的介损试验是非常重要的，能发现常规试验无法发现的设备缺陷。