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互感器介质损失角正切值测量

发布时间:2020-05-12 10:39:24 人气: 来源:未知

一、试验目的

       测量20kV及以上电磁式互感器一次绕组连同套管的介质损失角正切值tanδ,能灵敏地发现绝缘受潮、劣化及套管绝缘损坏等缺陷。测量110kV及以上电压等级电容型电流互感器的末屏对二次绕组及地的介质损失角正切值tanδ,对检查电流互感器底部是否进水和电容芯子表面是否受潮有很大的参考价值。

二、试验设备

       QS-1型西林电桥、M型介质试验器、高准确度介质损失角正切自动测试仪等都可以选用。

三、试验方法

       (一) 电压互感器tanδ的测量。

       电压互感器分为电磁式电压互感器和电容式电压互感器,试验方法和要求各不相同。

       电磁式电压互感器按其绝缘特点分为全绝缘和分级绝缘两类。

       (1) 全绝缘电压互感器tanδ的测量。

       1) 试验接线。如采用西林电桥测量,应采取反接线。测试tanδ时电压互感器一次绕组首、尾短接后加压,二次绕组短接接地,如图3-8所示。一次绕组加压最高10kV,可以降低电压测试。

       用自动介损测试仪常规反接线测量时可参考图3-3的接线。
       由于互感器的电容量很小,易受外电场及表面泄漏影响,为了消除表面泄漏影响,可以采取屏蔽措施,即在互感器瓷套上设置屏蔽短路环与试验用的高压电缆芯线外层屏蔽端子相连。

       2) 结果判断。电压等级为20kV及以,上电磁式互感器的tanδ值应符合表3- 12中所列数据。


 
       (2) 分级绝缘电压互感器tanδ的测量。电压等级在63kV及以上的串级式电压互感器都属于分级绝缘方式。图3-9所示为110kV单相串级式电压互感器的结构和原理接线图。由于采用分级绝缘方式,该种电压互感器的tanδ测量方法与全绝缘电压互感器有很大不同。
 

       1)试验接线。

       a.常规法。常规法分为常规反接线和常规正接线两种。采用西林电桥的常规反接线和常规正接线法测量tanδ的接线分别如图3-10、图3-11所示。采用自动介损测试仪常规反接线测量tanδ的接线可参考图3- 3。

       常规反接法测量的是以下三部分的介质损失角正切值:

       ① 一次绕组AX的静电屏(即X端)对二次绕组ax、二次辅助绕组aDXD的绝缘;

       ② 互感器下铁心上的一次绕组对二次及二次辅助绕组端部的绝缘;

       ③ 绝缘支架对地绝缘。


       常规法的缺点是:

       (a) 主要反映一次绕组静电屏对二次及二次辅助绕组绝缘的介绍损失角正切值。因为一次绕组静电屏对二次及二次辅助绕组绝缘的电容为1000pF左右,而其他两部分绝缘的电容量只有十几到数十皮法,因此难以反映这两部分介质损失角正切值的变化。

       (b) 试验电压低。串级式电压互感器一次(高压)绕组尾(X)端的绝缘水平较低,出厂耐压试验值为2000V,因此在预防性试验中对该处的试验电压不宜过高,一般仅能施加2000~ 3000V的电压。由于试验电压偏低,对电桥灵敏度有一定影响。

       (c) 脏污的影响。由于X端引出端子板及其引出小套管易受潮、脏污,对内部绝缘的介质损失角正切值的测量产生很大影响,将使测量误差较大。

       为了减少端子板及小套管脏污的影响,可采用常规正接线测量,也是主要测量一次绕组对二次及二次辅助绕组以及对铁心绝缘支架的介质损失角,其测量误差仍很大。考虑到X端的绝缘水平,该方法的试验电压般在2500V左右。

       b.自激法。采用西林电桥自激法的测量接线如图3-12所示。这种接线的电压分布与电压互感器工作时的电压分布一致,X端对地的介质损耗处于屏蔽状态,一次绕组对二次及二次辅助绕组端部绝缘以及绝缘支架对地绝缘的介质损失角正切值均能测出,较常规法灵敏。
 

       但自激法也有缺点,主要是:

       (a) 由于一次绕组对大地的杂散电容也被测量进去,故测出结果为负误差;

       (b) 低压励磁可引起一次绕组电压的相位偏移,从而导致测量误差;

       (c) 易受空间电场干扰。

       c.末端屏蔽法。采用西林电桥末端屏蔽法的测量接线如图3-13所示。这种方法是目前比较完善的测量串级式电压互感器介质损失角正切值方法。由于X端及底座法兰接地,小套管及接线端子板受潮、脏污、裂纹所产生的测量误差都被屏蔽掉,一次绕组静电屏对二次及二次辅助绕组及对绝缘支架的介质损失角正切都测不到,所以只能测量下部铁心柱上一次绕组对二次及二次辅助绕组的介质损失角正切,而该处既是运行中长期承受高电压的部分,又是最容易受潮的部位,因此测量该处的介质损失角正切十分必要。
       采用全自动介损测试仪测量tanδ的接线与图3-13基本相同,即自动电桥高压输出端接互感器一次绕组高压头 A,一次绕组高压尾X接地被屏蔽,二次及二次辅助绕组尾端x和xD共同连接后接电桥Cx输人端,而二次及二次辅助绕组首端a和aD都悬空。

       (二) 电流互感器tanδ的测量

       (1) “8”字型结构电流互感器tanδ的测量。目前,电力系统中还运行着大量的35~110kV“8”字型结构电流互感器,其绝缘结构如图3-21所示。这种互感器存在的问题是顶部密封不良而进水受潮,因此正确测量电流互感器一次绕组对二次绕组及外壳的介质损失角正切,对监视绝缘是否受潮或劣化非常重要。
       1) 试验接线及方法。既可采用QS-1型西林电桥或自动介损测试仪,按正接线测量一次绕组对二次绕组及外壳的tanδ,也可采用这些仪器按反接线测量,具体接线与变压器tanδ的测量接线基本相同。

       由于现场中互感器外壳均接地,因此一般采用电桥的反接线进行测量,即一次绕组短接接电桥C,端,二次绕组短接接外壳或地。分析可知,反接线测量的tanδ 包括一次绕组对二次绕组、一次绕组对外壳和一次绕组对周围接地部分的综合介损,比正接线测量一次绕组对二次绕组及外壳的介损增加了一次绕组对周围接地部分的影响。因此,反接线测量结果偏小,不能真实反映电流互感器的绝缘状况。为了正确监测这类电流互感器的绝缘状况,建议以电桥的正接线进行测量,并以此测量结果作为分析和判断绝缘是否受潮的主要依据。另外,由于电流互感器电容量很小,按正接线测量tanδ具有抗干扰能力强的特点,测量结果也比较准确。

       正接线测量是将一次绕组短接后接高压,二次绕组短接或二次绕组及外壳短接,后接电桥Cx端,如图3-22所示。注意正接线时必须设法使电流互感器对地绝缘。
 

       2) 结果判断。电流互感器tanδ的测量结果应符合表3- 12中数据。

       (2) 电容型电流互感器tanδ的测量。电力系统中运行着很多110kV及以上电压等级的电容型电流互感器,其结构如图3- 23所示。它的一次绕组与一般油浸电容式套管相似,相当于由数个电容量基本相等的电容元件串联而成,由于其制造时密封不良,易进水受潮。通过测量介质损失角正切值有助于发现这种互感器进水受潮等缺陷。

       1) 试验接线及方法。《规程》规定,要求测量电容型电流互感器次绕组对末电屏一次绕组短接加压,末电屏接电桥C,端,二次绕组短接与铁心共同接地,即电桥正接线)或一次绕组对末电屏、二次绕组及地(电桥反接线)的tanδ。现场试验表明,这两种接线测量的tanδ对发现电流互感器进水受潮尤其是局部受潮缺陷并不灵敏。

       根据电容型电流互感器的结构和现场解体检查可知,这种互感器进水受潮后,水分往往不是先浸人电容层间使其受潮,而是沉积到底部并浸人到石英砂中。这时如果仅测量一次绕组对末屏的tanδ,只能发现一次绕组电容层间受潮,不易发现端部进水受潮;测量一次绕组对末屏、二次绕组及地的tanδ 也同样不能有效地监测端部绝缘受潮。因此,应该增加测量末屏对二次绕组、铁心和外壳(地)的tanδ,以有效发现端部进水受潮的缺陷。测量时可分别测量末屏对二次绕组、末屏对铁心、末屏对地等各部分的tanδ。

       用西林电桥测量时一次绕组首尾端应短接后接于屏蔽“E”端,可避免一次绕组对末屏间绝缘电容量较大而引起的tanδ减小,同时可起到屏蔽外电场干扰的作用。用自动介损测试仪测量时,一次绕组首尾端短接后接高压引线的屏蔽端,按反接线连接,试验电压加2kV。尽管试验电压较低,但由于被试部分电容量较大(对220kV电容型电流互感器,约为1200~ 2500μF),因此仍能满足测量灵敏度和准确度的要求。

       2) 注意事项。测量电流互感器一次绕组对末屏的tanδ是按电桥正接线进行,外瓷套的表面状况对测量tanδ的影响- -般是引起偏小的测量误差,尤其当外瓷套表面脏污和空气相对湿度较大时,其偏小的程度更为明显。因此,试验时应把被试品的外瓷套表面擦拭干净,且应在湿度不大的条件下进行。

       3) 结果判断。电流互感器一次绕组对末屏的tanδ测量值如超出表3- 12所列数据的,一定不合格。但符合规定不能就认为合格,还应监测末屏对二次绕组及地的tanδ,该值一般不宜超过2%;若超过,可能有受潮或进水现象,同时应该与历次试验结果进行比较和综合分析。

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