宋東波， 黃　潔， 鄧倩倩

(1.國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院， 安徽　合肥　230022；

2.國網(wǎng)安徽省電力公司培訓(xùn)中心， 安徽　合肥　230022)

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電容型電流互感器末屏介損的測(cè)量方法分析

宋東波1， 黃潔2， 鄧倩倩1

(1.國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院， 安徽合肥230022；

2.國網(wǎng)安徽省電力公司培訓(xùn)中心， 安徽合肥230022)

摘要：對(duì)比分析了電容型電流互感器末屏介損測(cè)量三種不同的接線方式，以測(cè)量接線的等效電路為基礎(chǔ)分析了測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生差異的原因，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。最后指出一次繞組短接接屏蔽的測(cè)量接線能排除外部干擾，測(cè)量最為準(zhǔn)確。

關(guān)鍵詞：電容型電流互感器；介損；末屏；屏蔽

0引言

電流互感器介損和電容值的測(cè)量，能有效地發(fā)現(xiàn)互感器局部集中性的和整體分布性的缺陷，配合電容量的變化情況，可判斷主絕緣是否有老化受潮和缺油等缺陷。

電容型電流互感器的絕緣一般由數(shù)層絕緣紙繞制而成，絕緣紙之間有錫箔層(電容屏)，電容屏之間形成電容，最外層的電容屏稱之為末屏?；ジ衅骺恳粚訉哟?lián)的電容起到均壓作用，當(dāng)進(jìn)水受潮后，水分不易滲入電容層間使內(nèi)部電容層普遍受潮，因此進(jìn)行主絕緣的測(cè)試往往不能有效地檢測(cè)出互感器進(jìn)水受潮現(xiàn)象。但水的比重大于油，沉積于互感器外層(末屏)或底部(末屏與法蘭間)而使末屏對(duì)地的絕緣電阻大大降低，DL/T 596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》[1]規(guī)定,當(dāng)電容型電流互感器末屏對(duì)地絕緣電阻小于1000MΩ時(shí)應(yīng)測(cè)量末屏對(duì)地tanδ，其值不應(yīng)大于2%，因此進(jìn)行末屏對(duì)地的介損和電容值測(cè)量能有效地檢測(cè)出電容型電流互感器進(jìn)水受潮缺陷[2,3]。

現(xiàn)場(chǎng)末屏介損的測(cè)量采用反接線，測(cè)量時(shí)試驗(yàn)電壓2kV施加在末屏端，二次繞組短接接地，對(duì)于一次繞組，使用的有三種不同的接線：(1)一次繞組接地；(2)一次繞組懸空；(3)一次繞組接屏蔽。下文將根據(jù)試驗(yàn)等效電路結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果對(duì)三種接線方式進(jìn)行分析。

1試驗(yàn)接線分析

1.1一次繞組接地

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中一次繞組接地的測(cè)量接線與等效電路如圖1所示。

其中：C主表示一次繞組對(duì)末屏的電容，C末表示末屏對(duì)地的電容，C雜表示一次繞組端部對(duì)外的雜散電容。由圖1可知，一次繞組接地時(shí)等效測(cè)量的為末屏對(duì)地和一次對(duì)末屏的并聯(lián)值。其電容和介損值的計(jì)算為[4]：

CX=C末+C主

(1)

(2)

由式(1)可知對(duì)于電容值，測(cè)量結(jié)果明顯偏大；對(duì)于介損值，當(dāng)末屏的介損值很大而主電容的介損很小時(shí)，由式(2)可知試驗(yàn)測(cè)得的介損值會(huì)明顯偏低，這將掩蓋實(shí)際存在的介損不合格問題。

1.2一次繞組懸空

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中一次繞組懸空的測(cè)量接線與等效電路如圖2所示。

圖1　一次繞組接地測(cè)量接線和等效電路圖

圖2一次繞組懸空測(cè)量接線和等效電路圖

由圖2可知一次繞組懸空時(shí)，一次對(duì)末屏的主電容和一次對(duì)地的雜散電容串聯(lián)(記串聯(lián)值為C′)然后和末屏對(duì)地的電容并聯(lián)。由于雜散電容很小所以一次對(duì)末屏和一次對(duì)地的雜散電容串聯(lián)值C′約為雜散電容的數(shù)值，即：C′≈C雜，因此測(cè)得的電容值和介損為：

CX=C末+C雜

(3)

(4)

由式(3)可知測(cè)得的電容值略大于真實(shí)值。對(duì)于介損值由于C雜、tanδ雜很小，C雜×tanδ雜可以忽略，因此tanδX≈C末tanδ末/(C末+C雜)，測(cè)得的介損值略小于真實(shí)值。

圖3　一次繞組接屏蔽測(cè)量接線和等效電路圖

1.3一次繞組接屏蔽

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中一次繞組接屏蔽的測(cè)量接線與等效電路如圖3所示。

圖3中一次繞組短接接屏蔽線，由于屏蔽線和加壓線的電壓相同，所以圖中C主相當(dāng)于被短接；另外，一次繞組對(duì)地的雜散電容產(chǎn)生的電流從屏蔽線流過而未通過電橋的測(cè)量電路，因此雜散電容被屏蔽掉。所以一次繞組接屏蔽時(shí)所測(cè)的為真實(shí)的末屏對(duì)地介損和電容值，即：

CX=C末

(5)

tanδX=tanδ末

(6)

綜上分析可知，一次繞組接地時(shí)測(cè)得的介損和電容值均明顯偏??；一次繞組懸空時(shí)測(cè)得的介損值稍偏小，電容值稍偏大；一次繞組接屏蔽時(shí)測(cè)得的為真實(shí)的介損和電容值。

2實(shí)例分析

為了對(duì)上述的理論分析進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)一臺(tái)220kV的電流互感器進(jìn)行了三種接線方式下的試驗(yàn)。互感器型號(hào)：LB7-220W，采用反接線，試驗(yàn)電壓2kV加在末屏與地之間，試驗(yàn)溫度:26.3℃，濕度:43%。測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　不同接線方式下試驗(yàn)結(jié)果比較

由表1可知兩次試驗(yàn)的結(jié)果基本一致，試驗(yàn)的重復(fù)性良好。一次懸空時(shí)，介損值0.754%略小于一次屏蔽時(shí)的0.770%；電容值1.219nF略大于一次屏蔽時(shí)的1.164nF。一次接地時(shí)，介損值0.569%明顯小于屏蔽時(shí)的0.770%，電容值1.947nF明顯大于屏蔽時(shí)的1.164nF。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前文的理論分析相吻合。

下面以第一次試驗(yàn)測(cè)量值進(jìn)行算術(shù)驗(yàn)證，由表1得：

tanδ主=0.3%，C主=0.779nF，tanδ末=0.77%,C末=1.164nF

將上述參數(shù)帶入相關(guān)計(jì)算公式，一次接地時(shí)有：

CX=C末+C主=0.779+1.164=1.943nF

與實(shí)驗(yàn)值1.947nF一致。

介損：

與試驗(yàn)結(jié)果0.569%相符。理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度一致，再次證明了前文等效電路分析的正確性。

在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中一次繞組懸空時(shí)，受變化不定的外電場(chǎng)的干擾，測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很大誤差，且測(cè)量重復(fù)性差；一次繞組接地時(shí)雖能消除外界干擾，但測(cè)量的是末屏對(duì)地和一次對(duì)末屏電容的并聯(lián)值；一次接屏蔽可以排除外界干擾的影響且測(cè)得的是真實(shí)的末屏對(duì)地電容和介損值。因此，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中采用一次接屏蔽的接線方式測(cè)量最為準(zhǔn)確且能夠排除外界干擾，其他兩種接線方法不宜采用。

3總結(jié)

文章通過理論分析和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)電容型電流互感器一次繞組三種接線方式下末屏介損和電容值的測(cè)量進(jìn)行了分析和驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果和理論分析相符，為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)接線方式的正確選取提供了可靠的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] DL/T 596-1996.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：中國電力出版社,1996.

[2] 李濤,杜曉平,陳瑞林.電容型電流互感器現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)tanδ值異常的分析及解決方法[J].電力系統(tǒng)保護(hù)欲控制, 2009, 37(20):120-122.

[3] 王毅,孫強(qiáng),莊會(huì)梅，等.新型電容型高壓設(shè)備及其末屏介損的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[J].高電壓技術(shù),2007,33(4):183-185.

[4] 王文利,劉超,李慶欣.電容型電流互感器現(xiàn)場(chǎng)介損測(cè)量方法分析[J].河北電力技術(shù),2005,24(2):31-33.

[責(zé)任編輯：王敏]

End Shield Dielectric Loss Measurement Methods on Capacitive Current Transformer

SONGDong-bo1,HUANGJie2,DENGQian-qian1

(1.ElectricPowerResearchInstituteofStateGridAnhuiElectricPowerCorporation,Hefei230022,China;2.TrainingCentreofStateGridAnhuiElectricPowerCorporation,Hefei230022,China)

Abstract:Three kinds of different end shield dielectric loss measurement methods of capacitive current transformer are compared. The reason of difference between measurement results is explained based on the equivalent diagram, and the theory analysis is verified by test results. Finally, it is indicated that primary winding connected to shield could eliminate the interference, and this measuring method is the most accurate.

Key words:capacitive current transformer; dielectric loss; end shield; shield

中圖分類號(hào)：TM452

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-9706(2016)01- 0062- 03

作者簡(jiǎn)介：宋東波(1987-),男，安徽宿州人，碩士研究生，中級(jí)工程師，主要從事高壓試驗(yàn)的研究工作。

收稿日期：2015- 09-18