电容型电流互感器末屏介损的测量方法分析

宋东波， 黄　洁， 邓倩倩

(1.国网安徽省电力公司电力科学研究院， 安徽　合肥　230022；

2.国网安徽省电力公司培训中心， 安徽　合肥　230022)



电容型电流互感器末屏介损的测量方法分析

宋东波1， 黄洁2， 邓倩倩1

(1.国网安徽省电力公司电力科学研究院， 安徽合肥230022；

2.国网安徽省电力公司培训中心， 安徽合肥230022)

摘要：对比分析了电容型电流互感器末屏介损测量三种不同的接线方式，以测量接线的等效电路为基础分析了测量结果产生差异的原因，并进行了试验验证。最后指出一次绕组短接接屏蔽的测量接线能排除外部干扰，测量最为准确。

关键词：电容型电流互感器；介损；末屏；屏蔽

0引言

电流互感器介损和电容值的测量，能有效地发现互感器局部集中性的和整体分布性的缺陷，配合电容量的变化情况，可判断主绝缘是否有老化受潮和缺油等缺陷。

电容型电流互感器的绝缘一般由数层绝缘纸绕制而成，绝缘纸之间有锡箔层(电容屏)，电容屏之间形成电容，最外层的电容屏称之为末屏。互感器靠一层层串联的电容起到均压作用，当进水受潮后，水分不易渗入电容层间使内部电容层普遍受潮，因此进行主绝缘的测试往往不能有效地检测出互感器进水受潮现象。但水的比重大于油，沉积于互感器外层(末屏)或底部(末屏与法兰间)而使末屏对地的绝缘电阻大大降低，DL/T 596-1996《电力设备预防性试验规程》[1]规定,当电容型电流互感器末屏对地绝缘电阻小于1000MΩ时应测量末屏对地tanδ，其值不应大于2%，因此进行末屏对地的介损和电容值测量能有效地检测出电容型电流互感器进水受潮缺陷[2,3]。

现场末屏介损的测量采用反接线，测量时试验电压2kV施加在末屏端，二次绕组短接接地，对于一次绕组，使用的有三种不同的接线：(1)一次绕组接地；(2)一次绕组悬空；(3)一次绕组接屏蔽。下文将根据试验等效电路结合试验结果对三种接线方式进行分析。

1试验接线分析

1.1一次绕组接地

现场试验中一次绕组接地的测量接线与等效电路如图1所示。

其中：C主表示一次绕组对末屏的电容，C末表示末屏对地的电容，C杂表示一次绕组端部对外的杂散电容。由图1可知，一次绕组接地时等效测量的为末屏对地和一次对末屏的并联值。其电容和介损值的计算为[4]：

CX=C末+C主

(1)

(2)

由式(1)可知对于电容值，测量结果明显偏大；对于介损值，当末屏的介损值很大而主电容的介损很小时，由式(2)可知试验测得的介损值会明显偏低，这将掩盖实际存在的介损不合格问题。

1.2一次绕组悬空

现场试验中一次绕组悬空的测量接线与等效电路如图2所示。

图1　一次绕组接地测量接线和等效电路图

图2一次绕组悬空测量接线和等效电路图

由图2可知一次绕组悬空时，一次对末屏的主电容和一次对地的杂散电容串联(记串联值为C′)然后和末屏对地的电容并联。由于杂散电容很小所以一次对末屏和一次对地的杂散电容串联值C′约为杂散电容的数值，即：C′≈C杂，因此测得的电容值和介损为：

CX=C末+C杂

(3)

(4)

由式(3)可知测得的电容值略大于真实值。对于介损值由于C杂、tanδ杂很小，C杂×tanδ杂可以忽略，因此tanδX≈C末tanδ末/(C末+C杂)，测得的介损值略小于真实值。

图3　一次绕组接屏蔽测量接线和等效电路图

1.3一次绕组接屏蔽

现场试验中一次绕组接屏蔽的测量接线与等效电路如图3所示。

图3中一次绕组短接接屏蔽线，由于屏蔽线和加压线的电压相同，所以图中C主相当于被短接；另外，一次绕组对地的杂散电容产生的电流从屏蔽线流过而未通过电桥的测量电路，因此杂散电容被屏蔽掉。所以一次绕组接屏蔽时所测的为真实的末屏对地介损和电容值，即：

CX=C末

(5)

tanδX=tanδ末

(6)

综上分析可知，一次绕组接地时测得的介损和电容值均明显偏小；一次绕组悬空时测得的介损值稍偏小，电容值稍偏大；一次绕组接屏蔽时测得的为真实的介损和电容值。

2实例分析

为了对上述的理论分析进行验证，对一台220kV的电流互感器进行了三种接线方式下的试验。互感器型号：LB7-220W，采用反接线，试验电压2kV加在末屏与地之间，试验温度:26.3℃，湿度:43%。测得的试验数据如表1所示。

表1　不同接线方式下试验结果比较

由表1可知两次试验的结果基本一致，试验的重复性良好。一次悬空时，介损值0.754%略小于一次屏蔽时的0.770%；电容值1.219nF略大于一次屏蔽时的1.164nF。一次接地时，介损值0.569%明显小于屏蔽时的0.770%，电容值1.947nF明显大于屏蔽时的1.164nF。实验结果与前文的理论分析相吻合。

下面以第一次试验测量值进行算术验证，由表1得：

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

将上述参数带入相关计算公式，一次接地时有：

CX=C末+C主=0.779+1.164=1.943nF

与实验值1.947nF一致。

介损：

与试验结果0.569%相符。理论计算与实验结果高度一致，再次证明了前文等效电路分析的正确性。

在现场测量中一次绕组悬空时，受变化不定的外电场的干扰，测量结果会产生很大误差，且测量重复性差；一次绕组接地时虽能消除外界干扰，但测量的是末屏对地和一次对末屏电容的并联值；一次接屏蔽可以排除外界干扰的影响且测得的是真实的末屏对地电容和介损值。因此，在现场试验中采用一次接屏蔽的接线方式测量最为准确且能够排除外界干扰，其他两种接线方法不宜采用。

3总结

文章通过理论分析和试验结果对电容型电流互感器一次绕组三种接线方式下末屏介损和电容值的测量进行了分析和验证，试验结果和理论分析相符，为现场试验接线方式的正确选取提供了可靠的理论依据。

参考文献：

[1] DL/T 596-1996.电力设备预防性试验规程[S].北京：中国电力出版社,1996.

[2] 李涛,杜晓平,陈瑞林.电容型电流互感器现场试验tanδ值异常的分析及解决方法[J].电力系统保护欲控制, 2009, 37(20):120-122.

[3] 王毅,孙强,庄会梅，等.新型电容型高压设备及其末屏介损的现场试验[J].高电压技术,2007,33(4):183-185.

[4] 王文利,刘超,李庆欣.电容型电流互感器现场介损测量方法分析[J].河北电力技术,2005,24(2):31-33.

[责任编辑：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

中图分类号：TM452

文献标识码：A

文章编号：1672-9706(2016)01- 0062- 03

作者简介：宋东波(1987-),男，安徽宿州人，硕士研究生，中级工程师，主要从事高压试验的研究工作。

收稿日期：2015- 09-18