電容式電壓互感器二次端子箱接地點虛接對現場檢定的影響

劉 罡，于 洋，韓佳妤，劉婕妤，楊瀅璇

（1.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006；2.中國化學工業桂林工程有限公司沈陽分公司，遼寧 沈陽 110003）

電容式電壓互感器二次端子箱接地點虛接對現場檢定的影響

劉 罡1，于 洋2，韓佳妤1，劉婕妤1，楊瀅璇1

（1.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006；2.中國化學工業桂林工程有限公司沈陽分公司，遼寧 沈陽 110003）

介紹了電容式電壓互感器的原理及實物接線，將二次端子箱接地點虛接分為3種等效電路，并提出預防措施和解決方案，提高了檢定效率，避免了重大電力系統事故發生。

電容式電壓互感器；現場檢定；接地點；虛接

近年來，我國電容式電壓互感器在設計制造水平和產品質量方面取得了很大進步，運行可靠性顯著提高，電容式電壓互感器作為電力系統一次側輸入電壓的傳感設備得到廣泛應用［1-2］。

電容式電壓互感器具有電磁式電壓互感器的全部功能，并可兼作載波通信的耦合電容器之用；其耐雷電沖擊性能理論上比電磁式電壓互感器優越，可降低雷電波的波頭陡度，對變電站電氣設備有一定的保護作用；價格比較便宜，電壓等級越高越有優勢［3-4］。但因方便電力試驗等原因，其接地觸點常在二次端子箱中匯集，在現場檢定中發現常有接地點虛接現象，使檢定無法順利進行。

1 電容式電壓互感器原理［5］

電容式電壓互感器的原理圖如圖1所示。圖中TM為普通電磁式電壓互感器，C1，C2為分壓電容，將系統中的電壓UP降為合理的中間電壓，其分壓電壓為

當回路中只有1個次級繞組工作時，電容式電壓互感器簡化等值電路如圖2所示。系統一次電壓UP經分壓電容分壓為UM（純容性滯后90°），UM經ZK后變為Ug（純感性超前90°），經電磁式電壓互感器降壓為Ub。實際條件下電壓互感器二次繞組至少有2～3個，等值簡化電路需單獨分析。

圖1 電容式電壓互感器原理圖

圖2 電容式電壓互感器簡化等值電路圖

電容式電壓互感器具有以下優點［6］。

a.產品價格較低。用電容分壓器分壓，節省鐵芯和導線用量，減少互感器重量，電網電壓等級越高，經濟效益越好。

b.誤差調節靈活、方便。電容式電壓互感器的誤差可通過調節補償電抗器抽頭實現，調節抽頭越多，誤差調節越精確。

c.絕緣性能較好。分壓電容器耐雷電沖擊能力強，可較好地保護電氣設備。電容器與一次系統的連接方式有效避免了發生鐵磁諧振的可能性，確保系統安全可靠運行。

2 現場檢定實物接線［7-8］

電容式電壓互感器現場檢定接線主要由調壓器、升壓器、電抗器、調諧電容、互感器校驗儀、標準電流互感器及被檢電壓互感器組成。可分為升壓和測差兩部分。測差部分采用與標準電磁式電壓互感器的比對方法，被檢電壓互感器與標準電壓互感器的二次回路高端對接低端測差，標準電壓互感器準確度等級至少要比被檢電壓互感器高2個準確度等級。

檢定中使用串聯諧振方式升壓，電抗器的數量與被試電壓互感器電壓等級有關，220 kV電壓互感器一般采用3節電抗器，根據被試品的電容量選取調諧電容。測量時用準確度等級為1.5的數字高壓表監視一次電壓，同時用萬用表監視調壓器輸出電壓，計算品質因數Q，調節串并聯電容大小使Q保持在20～30，現場檢定實物如圖3所示［9］。

3 端子箱接地點虛接對檢定的影響［10-11］

二次端子箱接地點是指電力互感器的一次回路接地端在二次端子箱中匯集的觸點，將該觸點在二次端子箱中匯集具有減小一次回路長度、提高互感器安全性能、便于現場試驗等優點。現場檢定中，由于安裝疏忽、設備老化或試驗后忘記恢復等原因，常發現二次端子箱接地點虛接現象。造成二次端子箱接地點虛接原因較復雜，對互感器校驗儀的影響不相同。在實際檢定中可等效成接地點開路、接地點接較大接觸電阻導通及接地點時斷時續3種情況。

3.1 接地點開路

在系統投運前進行某些電力試驗常將二次端子箱接地點的螺栓打開，試驗結束沒有及時恢復，或在安裝初期因疏忽等原因未將二次端子箱接地點與實際地線連接。接地點開路等效電路如圖4所示，此時相當于一次側沒有接地，處于懸空狀態而無法構成回路。當升壓不大時，表現為一次側沒有電壓，互感器校驗儀百分表沒有示數，如果繼續升壓則容易發生對地放電，發生安全事故。

圖3 電容式電壓互感器現場檢定圖

圖4 接地點開路的等效電路圖

3.2 接地點接較大接觸電阻導通

接地點接較大接觸電阻導通的等效電路如圖5所示，圖中R為接觸電阻等效電阻。造成該現象的原因一般是在安裝初期由于接地點螺栓和地線未擰緊，導致接觸電阻過大，或投運后接地點螺栓年久受潮，金屬氧化導致絕緣電阻增加造成。此時一次側系統電壓被分壓電容和接觸電阻共同分壓，中壓互感器得到的實際一次電壓比正常時少，表現在對互感器的誤差有較大影響，接觸電阻越大對互感器的誤差影響越大，互感器校驗儀顯示的誤差較大，同時由于一次回路中接觸電阻的引入改變了一次回路阻抗匹配，對互感器相位差的影響更明顯。

3.3 接地點時斷時續

接地點時斷時續的等效電路相當于交替呈現圖5和圖6狀態，造成該現象的原因一般是接地點螺栓嚴重松動。當觸點和地線完全松開，相當于圖5接地點開路狀態；當觸點和地線不緊密連接，相當于圖6接地點接較大接觸電阻導通狀態。互感器校驗儀顯示屏百分表無示數和誤差較大兩種情況交替進行。該種狀態對檢定的影響可參考3.1和3.2。

圖5 接地點接較大接觸電阻導通的等效電路圖

4 預防措施與解決方案［12］

4.1 預防措施

為保證檢定的順利進行，電容式電壓互感器二次端子箱虛接應以預防為主。檢定時嚴格按照JJG 314—2010《測量用電壓互感器》和JJG 1021—2007《電力互感器》檢定規程要求進行檢定，升壓之前對互感器本體和二次端子箱均進行檢查，防止接地點虛接；試驗時電壓應從接近0時緩慢平穩上升，在互感器校驗儀出現示數時即進行狀態監視，檢查示數有無異常；在規定耐壓值停留1 min，然后電壓平穩降到接近0。試驗時應無異音、異味，無擊穿和表面放電，絕緣保持完好；電容式電壓互感器不得與電磁式電壓互感器進行混淆，檢定周期不得超過4年；確保二次端子箱干燥、密封。

4.2 解決方案

一旦發現試驗誤差超出誤差限值應立即停止試驗進行檢查。互感器校驗儀沒有示數應考慮到二次端子箱接地點開路的可能性，檢查接地點觸點和地線之間是否開路，如果開路將接地點螺栓和地線緊密連接即可。互感器校驗儀誤差示數較大應考慮到二次端子箱接地點接較大接觸電阻的可能性，檢查接地點螺栓和地線有無松動及觸點和地線連接處有無腐蝕氧化現象，根據不同的原因采取不同的措施。接地點螺栓和地線松動只需將其擰緊即可；觸點和地線連接處若有腐蝕和氧化現象應用砂紙將腐蝕層或氧化層去掉。

5 結束語

電容式電壓互感器端子箱虛接問題在現場故障中較為普遍。本文將該問題等效為3種情況，并給出了預防措施和解決方案，對現場試驗人員進行互感器故障分析具有一定的參考價值。

［1］ 劉 剛，江 波.電容式電壓互感器故障分析與預防措施［J］.變壓器，2012，49（9）：68-72.

［2］ 王黎明，方 斌.500 kV電容式電壓互感器暫態特性分析［J］.高電壓技術，2012，38（9）：2 389-2 396.

［3］ 凌子恕.高壓互感器技術手冊［M］.北京：中國電力出版社，2005.

［4］ 藍永林.交流電能計量［M］.北京：中國計量出版社，2009.

［5］ 劉振波.220 kV電容式電壓互感器計量誤差的現場檢測［J］.東北電力技術，2007，28（3）：22-24.

［6］ 杜蒙祥，毛幸遠.電能計量［M］.北京：中國水利水電出版社，2004.

［7］ 劉振波，王曉雷.關口電能計量裝置綜合誤差分析和補償［J］.東北電力技術，2009，30（8）：1-3.

［8］ 陳玥名，崔廣泉，劉長江.電力電流互感器實驗方法的研究［J］.東北電力技術，2009，30（9）：15-17.

［9］ 孟祥甫，劉于超，李振東.電容式電壓互感器現場校驗方法改進討論［J］.電測與儀表，2010，47（7）：16-19.

［10］ 席風沛.電容式電壓互感器故障分析處理［J］.變壓器，2010，47（6）：70-72.

［11］ 劉 罡，曾輝明，程 力，等.590系列互感器校驗儀對現場檢定的局限性［J］.東北電力技術，2014，35（5）：52 -55.

［12］ 李順堯.220 kV電容式電壓互感器試驗方法討論［J］.高壓電器，2008，44（3）：280-282.

The Effect of Electric Ground Points Virtual Connection on the Substation Field Verification in CVT Secondary Terminal Box

LIU Gang1，YU Yang2，HAN Jia?yu1，LIU Jie?yu1，YANG Ying?xuan1
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.Shenyang Branch of China Chemical Industry Guilin Enginneering Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110003，China）

The capacitor voltage transformer（CVT）is widely used in electric power system.The principle and physical connection of CVT are introduced.Electric ground points virtual connection electric ground points virtual connection has three kinds of equivalent cir?cuits.The preventive measures and solution are presented，which can improve efficient in verification and avoid the happenings of seri?ous electric power accidents.

CVT；Field verification；Electric ground points；Virtual connection

TM451＋.2

A

1004-7913（2015）06-0017-03

劉 罡（1985—），男，碩士，工程師，主要從事測量用互感器及電力互感器的檢定與試驗工作。

2015-03-25）