提高干式互感器局部放电测试灵敏度的方案优化

朱善俊 刘瑞英

摘 要：本文主要是对局部放电测试仪在测试干式互感器时的干扰因素进行了分析，并对相应干扰因素提出对策方案，然后对方案进行优化。通过具体实施，优化后的方案是切实可行的，取得了明显的效果。

关键词：干式互感器；局部放电；测试仪；灵敏度

局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。它表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或金属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。

高压互感器在系统内是很重要的运行设备，互感器的故障造成电力系统的恶性循环事故也很多。利用局部放电测量来判断其绝缘状况已证明有很好的实际效果。但是局部放电信号非常微弱（几十毫伏左右），很容易受试验现场干扰的影响，由种种原因引起的干扰将严重地影响局部放电试验。假使这些干扰是连续的而且其幅值是基本相同的（背景噪声），它们将会降低监测仪的有效灵敏度，即最小可见放电量比所用试验线路的理论最小值要大。这种形式的干扰会随电压而增大，因而灵敏度是按比例下降的。在其他的一些情况中，随电压的升高而在试验线路中出现的放电，可以认为是发生在试验样品的内部。因此，重要的是将干扰降低到最小值，以及使用带有放电实际波形显示的监测仪，以最大的可能从试样的干扰放电中鉴别出假的干扰放电响应。

所以，局部放电测试仪在测试干式互感器时，通过优化方案排除干扰因素，从而提高灵敏度有非常重要的意义和经济价值。

一、可行性调查

根据某供电公司《高压试验初始记录》和现场调查，我们统计了2011年3月1日到5月30日间35kV及以下变电站干式互感器局部放电试验的情况并作图如表1所示：

然后对2011年3月1日至2011年5月30日的干式互感器局部放电测试灵敏度不高的问题进行认真分析，并分类统计如表

2下：

通过分析和统计，各类干扰造成试验灵敏度低的比例为88.5%，是造成干式互感器局部放电试验灵敏度不高的主要问题。如果能减少各类干扰造成试验灵敏度低的次数，则可以大幅度提高局部放电测试的灵敏度。

二、原因分析

通过分析，得出产生干扰的7条末端因素：空气湿度大、试验线路接触不良引起的接触噪声、被试品二次接地不良、试验回路的放电、试验区域的金属物悬浮、电磁辐射干扰、电源干扰。随后我们制定了要因确认安排表，明确应该确认的内容、方法：

空气湿度大干扰要因确认：分别在湿度为35%的情况和湿度为85%的情况下于变电站进行五次互感器局部放电试验，通过确认结果表明无论在空气湿度大或小的情况下，测试的分辨率都<1pc（标准：湿度不超过80%，分辨率≤1pc）。因此空气湿度大不是主要原因。

试验回路的接触不良引起的接触噪声干扰要因确认：于变电站对35kV井焦1#线互感器进行局部放电试验，通过确认结果表明试验回路接触不良时，背景噪声增大，造成分辨率低。因此试验回路的接触不良引起的接触噪声是主要原因。

被试品二次接地不良干扰要因确认：对变电站35kV线线路互感器进行局部放电试验，确认结果表明现场测试表明二次接地无论是否良好，分辨率都在1pc以下，影响不大，因此被试品二次接地不良不是主要原因。

试验回路连接引线的放电干扰要因确认：：于变电站35kV线路互感器进行局部放电试验，通过确认结果表明试验回路连接引线电晕放电将引起的分辨率偏大，因此试验回路连接引线的放电是主要原因。

试验区域的金属物悬浮要因确认：于变电站35kV北格线的电流互感器进行测试，通过确认结果表明，在有金属悬浮物和无金属悬浮物两种情况下，分辨率都在1pc以下，未超出标准。进一步试验发现两种测试结果基本不影响测试灵敏度，因此试验区域的金属悬浮物不是主要原因。

电磁辐射干扰要因确认：于变电站对1-4号电容器组A相电流互感器进行局部放电测试，通过确认结果表明，试验人员严格遵照规程工作，电流互感器在有电磁辐射干扰的情况下，分辨率与1pc相比，偏差较大。因此电磁辐射干扰是主要原因。

电源干扰要因确认：于变电站2-5号电容器组的电流互感器进行局部放电试验，通过确认结果表明电源干扰不是主要原因。

通过对末端因素逐一确认，我们得到干式互感器局部放电试验灵敏度不高的主要原因是：试验回路接触不良引起的接触噪声、试验回路连接引线的放电、电磁辐射干扰。

三、方案优化

针对所确定的要因，对所有方案进行优化：

针对以上要因分析结果和优化方案，制定了相应的对策表：

四、对策实施及分析

对要因试验线路接触不良引起的接触噪声，实施从试验变压器到外部引线用螺丝压紧的对策，实施前后对照如图1、图2所示：

图1 实施前试验引线接法 图2 实施后用螺丝压紧接线法

对要因试验回路的放电，实施保证试验引线的横截面达到试验要求的对策，

实施前后对照图如图3、图4所示：

图3实施前所用引线 图4实施后所用引线

对要因电磁辐射干扰，实施使用设计良好的金属网屏蔽的对策，实施前后对照图如图5、图6所示：

图5有电磁辐射干扰的图谱 图6屏蔽电磁辐射干扰后的图谱

通过现场实施，对实施前后进行比较得出：使用螺丝压紧的方法避免了试验线路接触不良引起的接触噪声，提高了互感器局部放电试验的灵敏度；通过使用金属网，屏蔽了电磁辐射；通过局放测试仪的监测效果可以看出，活动后，试验波形非常良好，基本消除了电磁辐射的影响。

五、结论

通过一系列优化方案的实施，取得了明显的效果。

实施前后效果对比：实施前主要问题“各类干扰”已经在实施后出现频率大大降低，由88.5%降为实施后的20%，已不是主要问题，“各类干扰”已经得到很好解决。

以2011年度经济效益情况为分析对象，项目实施前后经济效益得到了很大提高，取得了良好的经济效益。同时方案优化后缩短了停电时间，减少了人力物力浪费，从而大大提高了工作效率，大力保障了用电可靠性。所以，提高干式互感器局部放电测试灵敏度的方案优化具有非常重要的意义和经济价值。

参考文献：

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[2]魏军.66kV干式电流互感器的特点及应用[J].农村电气化，2010，（05）

[3]王学锦.一起干式电流互感器的爆炸原因分析[J].高压电器，2008，（06）