均壓環的漆膜對斷口均壓電容器介損測量的影響

孫恒峰，陸建人，潘恒晉，張揚，季楠，耿勇德

（鹽城供電公司，江蘇鹽城224005）

500kV高壓斷路器的斷口均壓電容器距離地面很高，現場預試時一般將高空測試鉗夾在斷路器的均壓環上，如果均壓環上有漆膜會對介損和電容量的測量造成影響。在對500kV鹽都變電所田都5041開關的均壓電容器進行例行試驗時，就遇到了介損超標，電容量減小的情況：當測試線接在A相斷路器均壓環上時，測得介損為3.47%和2.20%，顯著超標；測得電容量為1263pF和1222pF，比銘牌電容量2000pF少40%左右，而將測量線換至金屬接觸良好的位置，測得介損為0.28%和0.32%，測得電容量為2029pF和2040pF，數據合格。為了解釋漆膜對均壓電容器介損和電容量測量的影響，通過建立電路模型從理論上進行分析。

1 漆膜為純電阻的電路模型

圖1是500kV鹽都變電所田都5041開關所使用的戶外柱式斷路器，型號為3AT2EI。假設均壓環的漆膜為純電阻模型，其與均壓電容器的串聯電路模型如圖2所示。

R0為漆膜電阻；RX1為均壓電容器串聯模型的電阻；CX1為均壓電容器串聯模型的電容。

對圖2的電路模型分析可知，漆膜對均壓電容器電容量的測量沒有影響，但是使介損因數增大（tanδ1=CX1+R0）。

實際的測量結果是介損因數顯著增大，而且電容量減少40%左右，因此漆膜不能等效成純電阻模型，需要建立新的模型。

2 漆膜包含電阻和電容的電路模型

由資料可知，漆膜是電介質[1-4]。當測試夾通電時，相當于2個電極，于是測試夾和漆膜間便形成電容，而且漆膜是有損的，因此漆膜是包含電容和電阻的電介質，其與均壓電容器串聯的電路模型如圖3所示。圖中R0為漆膜串聯模型的電阻；C0為漆膜串聯模型的電容；RX為均壓電容器串聯模型的電阻；CX為均壓電容器串聯模型的電容。

對圖3的電路模型分析可知，C0與CX串聯使總電容量減小，R0使電路總損耗增大，即介損因數tanδ增大。模型的分析結論與測量結果相符，從而驗證了模型的正確性由圖3可知。

漆膜的電容量和介損因數的表達式為：

式中：C測為測得的電容量；tanδ測為測得的介損因數；CX為均壓電容器的電容量；tanδX為均壓電容器的介損因數；C0為漆膜的電容量；tanδ0為漆膜的介損因數。

3 瓷支柱對測量的影響

本文研究的斷路器為戶外支柱式，其瓷支柱存在電容量和介損，正接線測量時瓷支柱存在分流，對介損測量造成影響。下面結合電路模型對其影響情況進行分析，電路模型如圖4所示。C1為高壓測量線處漆膜串聯模型的電容；R1為高壓測量線處漆膜串聯模型的電阻；C2為電橋測量線處漆膜串聯模型的電容；R2為電橋測量線處漆膜串聯模型的電阻；CX為均壓電容器串聯模型的電容；RX為均壓電容器串聯模型的電阻；C0為瓷支柱串聯模型的電容；R0為瓷支柱串聯模型的電阻。

不考慮瓷支柱影響時，設電橋測量線處測得的電流為I˙X；考慮瓷支柱影響時，設電橋測量線處測得的電流為I˙'X，則有：

電介質的串聯等值電路有如下關系式[1，2]：

將式（3）代入式（2）中，化簡可得：

因C0＜＜C1，C2和CX，故式（4）中I˙X=I˙'X，即測量時瓷支柱分流很小，其對測量結果的影響可以忽略，所以實際的電路模型如圖3所示。

4 實例分析

以500kV鹽都變電所田都5041開關A相斷路器的均壓電容器為例進行分析，測量數據如表1所示。

根據圖3所示的漆膜與均壓電容器的串聯電路模型，計算出漆膜的介損和電容量，如表2所示。

由表1和表2可知，1斷口均壓電容器電容量的真實值為2029pF，實際測量值為1263pF，漆膜的電容量為3346pF，漆膜的電容量與均壓電容器的電容量是一個數量級，它們串聯后使得電容量的測量值出現很大的偏差；1斷口均壓電容器介損的真實值為0.28%，實際測量值為3.47%，漆膜在交流電壓下損耗很大，介損為8.73%，它與均壓電容器串聯后導致介損的測量值嚴重超標。2斷口均壓電容器的分析結論與1斷口均壓電容器類似，所以在測量中要盡量避免漆膜的影響。

表1 測量數據

表2 計算數據

5 結束語

本文建立了均壓環的漆膜與均壓電容器串聯的電路模型，模型的分析結論與測量結果相符，驗證了模型的正確性。實例計算表明漆膜是一種有損電介質，它的電容量與均壓電容器的電容量在一個數量級，介損值遠遠超過均壓電容器的介損值，因此在測量中要盡量避免漆膜的影響，測試線要接在金屬接觸良好的位置。

[1] 李建明，朱康.高壓電氣設備試驗方法[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2] 陳化鋼.電力設備預防性試驗方法及診斷技術[M].北京：中國科學技術出版社，2001.

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