电流互感器现场高压介损测量

王海峰

摘要：串联补偿法用于电流互感器高压介损测量是解决现场试验电源问题有效方法，在现场进行高压介损测量时，特别要注意高压引线及强电场干扰的影响。对测量结果要进行综合分析。本文对传统的高压介损测量方法进行了阐述，同时提出了2种新型的电流互感器高压介损测量方法，并探讨了其改进方案。

关键词：电流互感器;高压介损;测量

1 传统的高压介损测量方法

传统的电流互感器高压介损测量中，试验所需的电源一般要通过大型的变压器来得到?一般情况下，电流互感器的电压等级在220kV或以下，要测量该等级互感器的高压介损，需要1台高压试验变压器，其额定电压为150kV?额定电流为0.1A;1台调压器，其容量为15kVA?输入电流为60A;1台高压标准电容器，其额定电压为150kV?电容量为50pF;1台介损测量仪器;相应的电源线与专门的引线?虽然传统的电流互感器高压介损测量方法在理论上可以有效地进行测量，但在现场试验中，传统的测量方法有一定的缺陷，由于其所选的仪器电源容量较大，要在现场试验中使一次电流达到30～60A是有一定难度的?以上所列的介损测量所需仪器都是大型设备，在进行现场测量时，需用大型车辆运输，搬运过程中，由于搬运设备的启动运行，势必会对测量仪器造成一定的影响;另外，由于是大型设备，需要较多的技术人员进行操作运行，作业难度较大，人员负担较重;测量仪器还很容易受干扰，若在干扰强的现场，将给测量数值带来较大误差，导致结果的不确定性?

tanδ 是表征绝缘介质在电场作用下由于电导和极化滞后效应等引起的能量损耗，是表征设备绝缘性的基本指标之一，也是反映设备运行状态的重要参数。通过测量tanδ，可以发现互感器绝缘的一系列缺陷，如绝缘受潮、油或浸渍物脏污或劣化变质、绝缘中有气隙发生放电绝缘缺陷等。

2 新型电流互感器高压介损测量方法

2.1 串联补偿法

传统的电流互感器高压介损测量方法存在一定的问题，故以下提出串联补偿法?由于电抗与容抗的性质不同，串联补偿法可利用两者的差异来减小试验电源的容量?L 为补偿电抗器，C 为电流互感器的等效电容，U0为激磁变压器的电压，UL为补偿电抗器两端的电压，UC为电容C 两端的电压?

当电路中等效的容抗大于电抗时，其电抗器的电压向量和互感器的电压向量方向相反，此时电容电压等于两者之和?在选择电抗器时，电抗值接近电流互感器的容抗值，则可降低激磁变压器输出的电压值?补偿电抗器的额定电压需大于测试电流互感器的最高相电压，额定电流需大于I0?根据电容C 值与电压值UC得出电流值I0，则可得出该电抗器的额定电压与额定电流?在选择电抗器时，还应尽量使电抗值与互感器容抗匹配?具有3个抽头的环氧浇筑柱体结构的电抗器满足条件且性能较好，因此在现场测试情况下，一般选用该电抗器?串联电抗器台数可由公式N=INT （0.9ZC/ZL）得出?其中INT为取整函数，ZC为电流互感器的容抗，ZL为电抗器的阻抗?确定激磁变压器额定电压（UN）及电流（IN），并用以下2个不等式来进行校验：IN≥I0，UN≥I0ΔZ式中，ΔZ 为试验回路的剩余阻抗?确定标准电容器：所选的标准电容器额定电压需大于测试电流互感器的最高相电压，容量在50～100pF之间，介损值应小于0.01%?

2.2 串联谐振法

由于电流互感器为容性互感器，因此采用串联谐振方法对其进行升压处理?传统测量方法中试验电源容量较小，因此利用串联谐振进行升压，增大电源容量，电路图中当电抗器值与互感器容抗参数匹配时，一次电流较小，且电源容量能满足现场试验要求，同时所需变压器的容量也在很大程度上减小。传统的测量方法仅选择一个电抗器，使得电感量不可调且电容量较小，不能满足现场要求，同时设备体积较大，不便于现场搬运?该串联谐振法采用多个电抗器积木搭接串联，可减小电抗重量，便于现场试验，同时也便于调节电感量?采用三相并联同时加压的方法，可进一步减小补偿电抗器的电感量，同时增加电容量，最终使电容量达到单相的3倍?串联谐振法需要5～7台便携式电抗器，1台高压标准电容器，1台额定电压为20kV?额定电流为1A的激磁变压器，1台交流分压器，1台介损测试仪以及专用的电源线?引线?串联谐振法用几台小的电抗器取代了传统的大型设备，且很大程度上减小了电源容量，方便工作人员作业?其输出电流波形较好，无需过压保护?该方法特殊的三相并联加压方式，可最大程度上避免大型升压器的运输装卸，从而提高效率?

3 改进方案

3.1 对串联补偿法的改进

对于串联补偿法，其所获得的电源容量仅为传统高压介损测量方法的1/16，从而在很大程度上降低了试验电源容量?但同时，与串联谐振法相同，其抗干扰能力不强，需对该方法进行一定的改进?可采用异频电源作为试验电源，从而避开50Hz的电场干扰，对干扰频率在50Hz左右时进行采样取值，求取平均值测量介损数据?对于串联补偿法，使电抗值与容抗值匹配，降低激磁变压器的输出电压值，从而减小试验电源容量，同时也需满足一定的补偿范围及现场调节方便的要求?在现场试验时，都需使电流互感器高压介损测量仪器体积尽量小?重量尽量轻，以便于现场运输装载?

3.2 对串联谐振法的改进

对于以上提出的串联谐振法，虽然在现场试验时比传统的测量方法方便，但该方法抗干扰能力弱，需要对其进行改进?为避开50Hz以下的电场干扰，利用异频电源作为试验电源，当干扰频率在50Hz左右时，各采集1个点的数值，并求取平均值来推算该频率下的介损数据?对于串联谐振法，主要需确定电抗参数，在电压?电流满足条件的同时，需具备一定的补偿范围，使其便于调节，在以上条件下，要尽量减小设备体积，便于现场试验?

结语

作为检测电流互感器绝缘情况的有效手段之一，对高压介损必须进行准确测量?本文提出的串联补偿法与串联谐振法，都可解决传统测量方法试验电源容量较大的问题，较好地减小设备体积，便于现场测量与运输，同时也可减轻作业人员的负担?

参考文献

[1]阎春雨，王永辉，刘海峰，等.串联补偿法用于电流互感器高压介损测量[J].河北电力技术，2002（1）

国网通辽供电公司，内蒙古通辽 028000