(浙江電力變壓器有限公司，浙江 溫州 325000)

1 引言

日前，由于工作需要，需對(duì)一臺(tái)110kV分級(jí)絕緣的電磁式電壓互感器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，而試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)不具備倍頻試驗(yàn)電源的條件，僅能提供工頻試驗(yàn)電源。

試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)設(shè)備有GL-3kVA隔離濾波變壓器，JTKZ交流耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)控制箱，XD5102Y電脈沖局部放電檢測(cè)儀。

2 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)確定

2.1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的差異之處

對(duì)于110kV分級(jí)絕緣的電磁式電壓互感器的局部放電試驗(yàn)，一般都推薦采用倍頻電源進(jìn)行試驗(yàn)。參考國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及大量的技術(shù)文獻(xiàn)，未找到使用工頻電源進(jìn)行試驗(yàn)的方法。因此本文借鑒倍頻電源試驗(yàn)方法，根據(jù)局部放電原理，自己制定使用工頻電源進(jìn)行試驗(yàn)的方法。

有關(guān)電磁式電壓互感器局部放電試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)有幾個(gè)，互相存在異處。

(1)關(guān)鍵參數(shù)：110kV設(shè)備的設(shè)備最高電壓Um為126kV，額定短時(shí)工頻耐受電壓為200kV。按現(xiàn)場(chǎng)被試電壓互感器的情況，局部放電允許水平為不大于20pC。

(2)GB1207-2006《電磁式電壓互感器》規(guī)定了兩種試驗(yàn)程序：

(4)DL 417-2006《電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量導(dǎo)則》規(guī)定了兩種試驗(yàn)程序：

(5)JB/T 5357-2002 《電壓互感器試驗(yàn)導(dǎo)則》規(guī)定同GB 1207-2006《電磁式電壓互感器》。

(6)GB /T 7354-2003《局部放電測(cè)量》規(guī)定了兩種試驗(yàn)程序：

程序A，不預(yù)加電壓。從某一低值逐步將電壓增加到規(guī)定值并保持規(guī)定時(shí)間，測(cè)量局部放電量。

程序B，預(yù)加電壓。將試驗(yàn)電壓從低于規(guī)定局放試驗(yàn)電壓的某一值增加到某一超過規(guī)定試驗(yàn)電壓的電壓規(guī)定值，然后將電壓保持規(guī)定時(shí)間，然后逐步降低到局放試驗(yàn)電壓。在這一電壓水平下，保持規(guī)定的時(shí)間，讀取局部放電量。沒有規(guī)定預(yù)加電壓的具體數(shù)值。

2.2 試驗(yàn)程序的選擇

上述標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)程序分兩大類。一類為不預(yù)加電壓，一類為預(yù)加電壓。所有標(biāo)準(zhǔn)都提供了預(yù)加電壓的試驗(yàn)程序，而僅有GB /T 7354-2003《局部放電測(cè)量》提供了不預(yù)加電壓的試驗(yàn)程序。工程實(shí)際中，預(yù)加電壓的試驗(yàn)程序?yàn)榇蠹移毡榻邮?。所以，我決定選取預(yù)加電壓的試驗(yàn)程序。

2.3 預(yù)加電壓值的確定

上述標(biāo)準(zhǔn)中的預(yù)加電壓值存在不同，有以下幾種：

(1) 感應(yīng)耐壓電壓200kV；

(2)感應(yīng)耐壓值的80%，即預(yù)加電壓值為200×80%=160kV；

(3)預(yù)加電壓0.7*1.3Um=114.6kV；

(4) 根據(jù)設(shè)備情況適當(dāng)施加預(yù)加電壓。

前面三種預(yù)加電壓(200kV，160kV，114.6kV)超過電壓互感器的正常工作電壓，如果采用工頻電源，鐵心可能出現(xiàn)飽和，勵(lì)磁電流變得很大，可能損壞被試電壓互感器。為了防止勵(lì)磁電流過大，預(yù)加電壓時(shí)，通常采用150Hz或其他倍頻試驗(yàn)電源?？稍囼?yàn)現(xiàn)場(chǎng)只有工頻試驗(yàn)電源，為了不使鐵心飽和，只能降低預(yù)加電壓值。

由于這是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，沒有相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備來測(cè)被試電壓互感器的鐵心飽和曲線，也不知道其設(shè)計(jì)磁通密度，為了防止鐵心飽和，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，初步選取預(yù)加電壓為87*1.1=95kV，并根據(jù)試驗(yàn)的電壓升高情況適當(dāng)調(diào)整預(yù)加電壓的值。在試驗(yàn)過程中，要密切關(guān)注被試電壓互感器的情況，密切注意聲音的異常，密切監(jiān)視試驗(yàn)儀表的度數(shù)，防止鐵心飽和。在沒有異?，F(xiàn)象的情況下，預(yù)加電壓值可以超過95kV；如果發(fā)現(xiàn)異常，預(yù)加電壓值可以低于95kV。

2.4 預(yù)加電壓持續(xù)時(shí)間的選擇

上述標(biāo)準(zhǔn)中預(yù)加電壓持續(xù)時(shí)間有至少保持60s和保持10s兩種。由于選定的預(yù)加電壓值95kV接近于DL 417-2006《電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量導(dǎo)則》中程序A規(guī)定的114kV，所以決定選擇該標(biāo)準(zhǔn)中的預(yù)加電壓持續(xù)時(shí)間，為保持10s。

2.5 局部放電測(cè)量電壓持續(xù)時(shí)間的選擇

上述標(biāo)準(zhǔn)中局部放電測(cè)量電壓持續(xù)時(shí)間有30s和至少1分鐘兩種?？紤]到預(yù)加電壓持續(xù)時(shí)間按DL 417-2006《電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量導(dǎo)則》選擇，所以局部放電測(cè)量電壓壓持續(xù)時(shí)間也按此標(biāo)準(zhǔn)選擇，為至少1分鐘。

2.6 局部放電測(cè)量電壓值的確定

2.7 最終確定的局部放電試驗(yàn)程序

試驗(yàn)時(shí)，在不大于1/3 局部放電測(cè)量電壓下接通電源，電壓升至預(yù)加電壓95kV，保持10s，然后不間斷地將電壓降至局部放電測(cè)量電壓87kV，在至少1分鐘內(nèi)讀取局部放電水平。

3 試驗(yàn)接線

3.1 被試品特點(diǎn)及加壓方法

被試的JDCF-110 電壓互感器是110kV分級(jí)絕緣的電磁式電壓互感器，采用兩級(jí)串級(jí)式結(jié)構(gòu)，有一個(gè)鐵心，一次繞組分成匝數(shù)相同的兩部分，分別套裝在鐵心的上下兩個(gè)鐵心柱上，這兩部分一次繞組串聯(lián)連接。為了加強(qiáng)這兩部分一次繞組的磁耦合，在鐵心柱上配置了平衡繞組，同時(shí)平衡這兩部分一次繞組所分配的電壓。鐵心和一次繞組的中點(diǎn)連接，鐵心對(duì)地電位為工作電壓的一半。由于一次繞組被分成兩部分，每部分對(duì)鐵心的絕緣水平降低，方便了繞組的主絕緣設(shè)計(jì)。但正因?yàn)檫@樣，串級(jí)式電壓互感器不能采用外施高壓的方式進(jìn)行試驗(yàn)，只能進(jìn)行感應(yīng)加壓方式進(jìn)行試驗(yàn)，即在電壓互感器的二次繞組方進(jìn)行加壓，一次側(cè)感應(yīng)出相應(yīng)的試驗(yàn)電壓，進(jìn)行局部放電測(cè)量。

3.2 二次繞組選擇

3.3 耦合電容的選擇

由于被試的JDCF-110 電壓互感器雜散電容較大，完全可以代替局部放電試驗(yàn)時(shí)所需的耦合電容器，因此，不用配備專門的耦合電容器。

3.4 高壓側(cè)試驗(yàn)電壓的測(cè)量

理想的情況下，應(yīng)該在高壓側(cè)直接進(jìn)行試驗(yàn)電壓的測(cè)量，但這需要測(cè)量球隙、分壓器或者靜電電壓表?？稍囼?yàn)現(xiàn)場(chǎng)并無這些試驗(yàn)設(shè)備，因此，只能采用測(cè)量低壓側(cè)電壓，通過換算，計(jì)算出高壓側(cè)電壓。

局部放電試驗(yàn)時(shí)，被試品表現(xiàn)為容性阻抗，JTKZ交流耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)控制箱在容性阻抗負(fù)載的情況下，由于電容電流在JTKZ交流耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)控制箱和GL-3kVA隔離濾波變壓器的漏抗上產(chǎn)生電壓降，使得被試品電壓升高，施加在被試品上的實(shí)際電壓大于由低壓側(cè)電壓乘以變比得到的電壓的，即發(fā)生容升現(xiàn)象。如果采用150Hz 試驗(yàn)電源，必須考慮容升電壓，對(duì)于110kV的試驗(yàn)電壓，容升電壓可達(dá)5%。但考慮到此次試驗(yàn)采用工頻電源，試驗(yàn)回路中的漏抗阻抗很小，可以忽略不計(jì)，因此，容升電壓也不用考慮了。所以，可以采用讀取低壓側(cè)電壓進(jìn)行換算得到高壓側(cè)電壓的方法。

4 試驗(yàn)接線原理圖

圖1 試驗(yàn)接線原理圖

5 編制的試驗(yàn)規(guī)程

5.1 交底

5.1.1 工作交底

工作任務(wù)是110kV電磁式電壓互感器工頻自激法局放試驗(yàn)。

5.1.2 安全交底

①要核對(duì)被試驗(yàn)設(shè)備名稱，防止走錯(cuò)間隔；

②檢查儀器設(shè)備的金屬外殼接地可靠，試驗(yàn)引線盡量短；

③要與帶電部位保持足夠的安全距離；

④接線和更改試驗(yàn)接線時(shí)，加壓端必須先放電并掛好接地線；

⑤試驗(yàn)完畢，必須立即將被試設(shè)備對(duì)地放電；

⑥試驗(yàn)人員必須站在絕緣墊上進(jìn)行試驗(yàn)操作；

⑦使用的絕緣工具應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)合格；

⑧試驗(yàn)人員要高聲呼唱即將執(zhí)行的試驗(yàn)范圍和內(nèi)容，以便相互配合和監(jiān)護(hù)；

⑨工作范圍為xxx。

5.1.3 技術(shù)交底

①利用工頻自激法測(cè)量110kV電磁式電壓互感器的局部放電。

②試驗(yàn)依據(jù)是GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》

③兩組二次繞組串聯(lián)激磁。

④根據(jù)設(shè)備情況適當(dāng)施加預(yù)加電壓95kV，持續(xù)10s；

⑤局部放電測(cè)量電壓，即87kV，持續(xù)1分鐘，允許局放量<20PC；

⑥測(cè)量局部放電起始電壓和局部放電熄滅電壓。

5.1.4 工作分工

xxx作為工作負(fù)責(zé)人，工作班成員為xxx。

5.2 工作流程

①記錄環(huán)境溫度、濕度；

②核對(duì)被試驗(yàn)設(shè)備名稱；

③加壓端放電并掛好接地線；

④接線并檢查接線；

⑤匯報(bào)說：“接線檢查完畢，外觀檢查正常，油位正?！?

⑥方波校準(zhǔn)；50pc校準(zhǔn);

⑦電壓零位確定；懸浮金屬距離地10cm，太高有可能電暈太小;

⑧放電接地，合上閘刀，不加壓，測(cè)背景噪音，并記錄；

⑨加到預(yù)加電壓95kV，持續(xù)10s，回到87kV，持續(xù)1分鐘，讀取局放量；

6 試驗(yàn)實(shí)測(cè)

根據(jù)上述的試驗(yàn)接線和試驗(yàn)規(guī)程，我對(duì)JDCF-110 電壓互感器進(jìn)行了工頻自激法局部放電試驗(yàn)，試驗(yàn)獲得成功。試驗(yàn)過程中重點(diǎn)關(guān)注了預(yù)加電壓95kV，根據(jù)試驗(yàn)實(shí)際操作的情況，95kV的取值是完全合理的，我曾試圖繼續(xù)提高預(yù)加電壓，試驗(yàn)中聲音明顯增大。

圖2是實(shí)際試驗(yàn)中關(guān)鍵部位的接線圖。

圖2 試驗(yàn)中關(guān)鍵部位的接線圖