中压柜半绝缘电压互感器试验研究

陈尚男,信泽盈

摘要：电力行业是我国社会体系重要组成部分，也是推动我国社会发展的主要原动力之一，很多电力生产设备及其应用都直接关系到我国电力生产及发展，所以各种电力仪器、设备及技术的应用一直备受人们重视及关注。压柜半绝缘电压互感器是近年来应用频率较高的一种电压互感仪器，具有很强的低压互感功能及控制工作，已经在各电力生产环节、电压管控环节得到了应用，并取得了良好的应用效果，减少了因为电压控制问题导致的各种电力生产事故发生率，提高了电力生产质量及效率，促进电力行业发展。所以深入研究中压柜半绝缘电压互感器试验是非常重要和必要的。

关键词：中压柜半绝缘电压互感器；试验原理；试验步骤

中压柜半绝缘电压互感器是电力生产中必不可少的一种电压互感仪器，同时也是用于电压控制的关键技术设备，很多电力生产企业及电压管控人员都非常重视中压柜半绝缘电压互感器的应用。在应用中压柜半绝缘电压互感器前需要对其进行试验，只有试验通过后才能正式投入使用，这样既确保了中压柜半绝缘电压互感器的运行安全，还能够提高低压互感效率及管控效果，更在很大程度上提高了电力生产安全，对整个电力行业发展都起到了积极的促进作用。对此，本文以13.8kV发电机出口PT及调速器PT柜电压互感器0911为例，对中压柜半绝缘电压互感器试验进行了简要研究，希望能够给相关工作者提供参考价值。

1中压柜半绝缘电压互感器及其分类

中压柜半绝缘电压互感器实质上就是一种用于电压调控及互感的一种电压互感器，属于中压电压互感器，其应用原理在于利用电磁感应、电容分压等方式进行电压互感及调控，因此也分为电磁感应式电压互感器和电容分压式电压互感器两大类型。很多调查结果显示，绝大多数中压电压互感器的电压范围值都在3～20kV之间，所以中压柜半绝缘电压互感器的电压应控制在3～20kV[1]。电磁感应式互感器与变压器结构相似，都是由铁芯、一次绕组、二次绕组组成，在电压互感及调控等方面的性能也相似，所以很多情况下电磁感应互感器都能够代替变压器执行相关工作。电磁感应式互感器还可根据是否绝、绝缘程度等划分为半绝缘和全绝缘电压互感器，其中“半绝缘电压互感器”分为头部绝缘端（绝缘高）和接地端（绝缘低），使用时必须确保一次N端接地运行，而且使用一次侧绕组测量相电时不能承受相电压[2]。而全绝缘电压互感器可直接、间接接地，测量线电压时可承受线电压，不易发生铁磁谐振过电压、断压变熔丝、烧毁电压互感器等事故，通常应用于中性点不接地的10kV配电系统中，但运行成本较高，而半绝缘电压互感器体积小且价格便宜，所以在很多中压柜内采用半绝缘电压互感器。

2中压柜半绝缘电压互感器试验原理及步骤

本研究对中压柜半绝缘电压互感器进行了三倍频试验，具体试验原理及步骤如下：

2.1试验原理

进行绝缘耐压试验时，一次绕组N端不能和一次绕组首端采用同一试验电压，只能使用3倍频耐压试验：即一次N端对二次及地3KV1min,在二次端加压（150Hz），一次N端接地，A端感应出50KV。为避免半绝缘电压互感器一次侧电压过高引起铁心饱引起励磁电流过大损坏电压互感器，通常进行3倍频（150Hz）感应耐压试验。在额定频率，额定电压下，铁芯接近饱和，当电压增加时，饱和程度急速加大，即Rm磁阻急速上升导致→∧m磁导下降导致→L自感系数下降↓导致→Xm励磁电抗下降急速↓，Xm急速变小时，励磁电流10会急剧增加[3]。

当采用三倍频（150Hz），额定电压下时，励磁电抗，即励磁电流I0为工频的1/3，从而磁通φ也为工频的1/3，远没有达到饱和，当电压调到额定电压的3倍时，励磁电流I0才达到工频额定电流值，此时磁通接近饱和状态，即额定状态。也可由此式来理解：，在额定电压下，频率f增加三倍时，因励磁电抗增大3倍→励磁电流减小3倍→从而磁密Bm减小3倍→磁通减小3倍。然后把额定电压增大3倍时，励磁电流会增加3倍达到额定值→Bm达到额定值，即接近饱和状态。

2.2试验步骤

（1）将13.8kV发电机出口PT及调速器PT柜电压互感器0911摇至检修。

（2）将13.8kV发电机出口PT及调速器PT柜电压互感器0911放置到手车上移除高压柜。

（3）进行绝缘电阻测试（M）：使用测试仪器：ZC-3500V兆欧表、ZC11D-102500V兆欧表进行测试[4]。其结果见表1。

表1

（4）进行直流电阻测试（）：使用测试仪器：ZT-200K直流电阻测试仪进行测试，其结果见表2。

表2

（5）进行变比校验：使用测试仪器：HYBC-II全自动变比组别测试仪进行测试，其结果见表3。

（6）进行空载校验：使用测试仪器：D52-W功率表、D26-V电压表、D26-A电流表、TSGC-3kvA三相调压器进行测试其，结果见表4。

表3

表4

（7）进行感应耐压试验：使用SBF三倍频电源发生器、三倍频电源发生器操作箱进行测试，操作步骤如下。

①将试验所需的分体式BLSBF-15三倍频电源操作箱、LC滤波装置、被试半绝缘互感器及电抗器按示意图1所示的方法连接好[5]。

图1

②接通电源，查看多倍频耐压试验装置主界面，选择耐压试验。在主界面下，点击“参数配置”菜单将试验电压设置为318V；耐压时间设置为40S；过压保护设置为350V；过流保护设置为5A；测试频率选择150Hz，最后按下试验按钮，其结果见表5。

表5

结语

中压柜半绝缘电压互感器已经在各电力生产领域得到了应用，是确保电压使用安全及电力生产安全的关键仪器。在电力生产中，很多仪器设备在使用前都需要进行试验，包括性能试验、安全试验等，以确保仪器使用安全，并充分发挥仪器的作用及价值，所以在使用中压柜半绝缘电压互感器前也必须进行相应的试验，提高中压柜半绝缘电压互感器的应用安全性及运行效率，证实了中压柜半绝缘电压互感器试验是非常必要，理应引起高度重视。因此，上文先简单概述了中压柜半绝缘电压互感器的分类，然后以13.8kV发电机出口PT及调速器PT柜电压互感器0911为例，从绝缘电阻测试、直流电阻测、变比校验、空载校验、感应耐压试验等方面，分析了中压柜半绝缘电压互感器试验方法，以确保中压柜半绝缘电压互感器得到高效应用，从而推动整个电力行业进步及发展。

参考文献

[1]张继达.浅谈中压柜半绝缘电压互感器试验[J].中国设备工程,2017(14):223-224.

[2]赵海燕.半绝缘电压互感器三倍频耐压试验研究[J].通信电源技术,2018,35(12):50-51,53.

[3]何帅,赵雨濛,邰晨凡,等.一起半绝缘电压互感器故障原因分析及处理措施[J].宁夏电力,2020(3):67-70.

[4]马向凯.半绝缘与全绝缘电压互感器的应用浅析[J].农村电气化,2020(8):71-73.

[5]李红.高压电容式电压互感器的故障分析及防范措施[J].电世界,2017,58(11):10-11.