電流互感器現場高壓介損測量

王海峰

摘要：串聯補償法用于電流互感器高壓介損測量是解決現場試驗電源問題有效方法，在現場進行高壓介損測量時，特別要注意高壓引線及強電場干擾的影響。對測量結果要進行綜合分析。本文對傳統的高壓介損測量方法進行了闡述，同時提出了2種新型的電流互感器高壓介損測量方法，并探討了其改進方案。

關鍵詞：電流互感器;高壓介損;測量

1 傳統的高壓介損測量方法

傳統的電流互感器高壓介損測量中，試驗所需的電源一般要通過大型的變壓器來得到?一般情況下，電流互感器的電壓等級在220kV或以下，要測量該等級互感器的高壓介損，需要1臺高壓試驗變壓器，其額定電壓為150kV?額定電流為0.1A;1臺調壓器，其容量為15kVA?輸入電流為60A;1臺高壓標準電容器，其額定電壓為150kV?電容量為50pF;1臺介損測量儀器;相應的電源線與專門的引線?雖然傳統的電流互感器高壓介損測量方法在理論上可以有效地進行測量，但在現場試驗中，傳統的測量方法有一定的缺陷，由于其所選的儀器電源容量較大，要在現場試驗中使一次電流達到30～60A是有一定難度的?以上所列的介損測量所需儀器都是大型設備，在進行現場測量時，需用大型車輛運輸，搬運過程中，由于搬運設備的啟動運行，勢必會對測量儀器造成一定的影響;另外，由于是大型設備，需要較多的技術人員進行操作運行，作業難度較大，人員負擔較重;測量儀器還很容易受干擾，若在干擾強的現場，將給測量數值帶來較大誤差，導致結果的不確定性?

tanδ 是表征絕緣介質在電場作用下由于電導和極化滯后效應等引起的能量損耗，是表征設備絕緣性的基本指標之一，也是反映設備運行狀態的重要參數。通過測量tanδ，可以發現互感器絕緣的一系列缺陷，如絕緣受潮、油或浸漬物臟污或劣化變質、絕緣中有氣隙發生放電絕緣缺陷等。

2 新型電流互感器高壓介損測量方法

2.1 串聯補償法

傳統的電流互感器高壓介損測量方法存在一定的問題，故以下提出串聯補償法?由于電抗與容抗的性質不同，串聯補償法可利用兩者的差異來減小試驗電源的容量?L 為補償電抗器，C 為電流互感器的等效電容，U0為激磁變壓器的電壓，UL為補償電抗器兩端的電壓，UC為電容C 兩端的電壓?

當電路中等效的容抗大于電抗時，其電抗器的電壓向量和互感器的電壓向量方向相反，此時電容電壓等于兩者之和?在選擇電抗器時，電抗值接近電流互感器的容抗值，則可降低激磁變壓器輸出的電壓值?補償電抗器的額定電壓需大于測試電流互感器的最高相電壓，額定電流需大于I0?根據電容C 值與電壓值UC得出電流值I0，則可得出該電抗器的額定電壓與額定電流?在選擇電抗器時，還應盡量使電抗值與互感器容抗匹配?具有3個抽頭的環氧澆筑柱體結構的電抗器滿足條件且性能較好，因此在現場測試情況下，一般選用該電抗器?串聯電抗器臺數可由公式N=INT （0.9ZC/ZL）得出?其中INT為取整函數，ZC為電流互感器的容抗，ZL為電抗器的阻抗?確定激磁變壓器額定電壓（UN）及電流（IN），并用以下2個不等式來進行校驗：IN≥I0，UN≥I0ΔZ式中，ΔZ 為試驗回路的剩余阻抗?確定標準電容器：所選的標準電容器額定電壓需大于測試電流互感器的最高相電壓，容量在50～100pF之間，介損值應小于0.01%?

2.2 串聯諧振法

由于電流互感器為容性互感器，因此采用串聯諧振方法對其進行升壓處理?傳統測量方法中試驗電源容量較小，因此利用串聯諧振進行升壓，增大電源容量，電路圖中當電抗器值與互感器容抗參數匹配時，一次電流較小，且電源容量能滿足現場試驗要求，同時所需變壓器的容量也在很大程度上減小。傳統的測量方法僅選擇一個電抗器，使得電感量不可調且電容量較小，不能滿足現場要求，同時設備體積較大，不便于現場搬運?該串聯諧振法采用多個電抗器積木搭接串聯，可減小電抗重量，便于現場試驗，同時也便于調節電感量?采用三相并聯同時加壓的方法，可進一步減小補償電抗器的電感量，同時增加電容量，最終使電容量達到單相的3倍?串聯諧振法需要5～7臺便攜式電抗器，1臺高壓標準電容器，1臺額定電壓為20kV?額定電流為1A的激磁變壓器，1臺交流分壓器，1臺介損測試儀以及專用的電源線?引線?串聯諧振法用幾臺小的電抗器取代了傳統的大型設備，且很大程度上減小了電源容量，方便工作人員作業?其輸出電流波形較好，無需過壓保護?該方法特殊的三相并聯加壓方式，可最大程度上避免大型升壓器的運輸裝卸，從而提高效率?

3 改進方案

3.1 對串聯補償法的改進

對于串聯補償法，其所獲得的電源容量僅為傳統高壓介損測量方法的1/16，從而在很大程度上降低了試驗電源容量?但同時，與串聯諧振法相同，其抗干擾能力不強，需對該方法進行一定的改進?可采用異頻電源作為試驗電源，從而避開50Hz的電場干擾，對干擾頻率在50Hz左右時進行采樣取值，求取平均值測量介損數據?對于串聯補償法，使電抗值與容抗值匹配，降低激磁變壓器的輸出電壓值，從而減小試驗電源容量，同時也需滿足一定的補償范圍及現場調節方便的要求?在現場試驗時，都需使電流互感器高壓介損測量儀器體積盡量小?重量盡量輕，以便于現場運輸裝載?

3.2 對串聯諧振法的改進

對于以上提出的串聯諧振法，雖然在現場試驗時比傳統的測量方法方便，但該方法抗干擾能力弱，需要對其進行改進?為避開50Hz以下的電場干擾，利用異頻電源作為試驗電源，當干擾頻率在50Hz左右時，各采集1個點的數值，并求取平均值來推算該頻率下的介損數據?對于串聯諧振法，主要需確定電抗參數，在電壓?電流滿足條件的同時，需具備一定的補償范圍，使其便于調節，在以上條件下，要盡量減小設備體積，便于現場試驗?

結語

作為檢測電流互感器絕緣情況的有效手段之一，對高壓介損必須進行準確測量?本文提出的串聯補償法與串聯諧振法，都可解決傳統測量方法試驗電源容量較大的問題，較好地減小設備體積，便于現場測量與運輸，同時也可減輕作業人員的負擔?

參考文獻

[1]閻春雨，王永輝，劉海峰，等.串聯補償法用于電流互感器高壓介損測量[J].河北電力技術，2002（1）

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