電流互感器局部放電試驗(yàn)抗干擾措施分析

李詠軒

（中山市凱能集團(tuán)有限公司電力技術(shù)服務(wù)分公司，廣東 中山 528455）

1 前言

在長期運(yùn)行過程中，電氣設(shè)備由于工藝制造水平以及持續(xù)高工作電壓等因素，造成其內(nèi)部絕緣發(fā)生出現(xiàn)了缺陷和隱患，從而在高強(qiáng)度電場(chǎng)作用下產(chǎn)生局部放電。一開始放電量比較小，但長時(shí)間的累積效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣進(jìn)一步劣化進(jìn)而擴(kuò)大局部缺陷，并最終導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣遭受破壞被擊穿，發(fā)生事故。對(duì)于電流互感器而言，其長期運(yùn)行于高壓電場(chǎng)環(huán)境中，受潮、油紙絕緣浸漬不良以及油中存在雜質(zhì)或氣泡等原因，都會(huì)造成其內(nèi)部發(fā)生局部放電。

2 電流互感器局部放電試驗(yàn)的方法

高壓電氣設(shè)備的局部放電試驗(yàn)方法有超聲波檢測(cè)法、化學(xué)檢測(cè)法、超高頻檢測(cè)法、脈沖電流法等多種方法。其中，脈沖電流法靈敏度比較高，是目前采用比較廣泛的一種高壓電氣設(shè)備局部放電試驗(yàn)方法。本文也以脈沖電流法為例，對(duì)電流互感器局部放電試驗(yàn)的抗干擾技術(shù)展開分析。

利用脈沖電流法進(jìn)行電流互感器局部放電試驗(yàn)，其試驗(yàn)回路有串聯(lián)型、并聯(lián)型以及平衡型三種類型。其中，并聯(lián)型試驗(yàn)回路，即被測(cè)電流互感器與檢測(cè)阻抗相并聯(lián)的方式目前應(yīng)用最為廣泛。圖1即為電流互感器局部放電試驗(yàn)的并聯(lián)試驗(yàn)回路接線圖，u-施加于被試電流互感器上的試驗(yàn)電壓，C-互感器鐵芯，F(xiàn)-互感器外殼，P1、P2 和 S1、S2 分別為互感器的一次繞組以及二次繞組的端子。當(dāng)被試電流互感器內(nèi)部有局部放電發(fā)生時(shí)，互感器的兩端將會(huì)有一個(gè)瞬間的電壓波動(dòng)。利用耦合電容器Ck，將這個(gè)電壓波動(dòng)耦合至一個(gè)檢測(cè)阻抗Zm上，就能在并聯(lián)試驗(yàn)回路中產(chǎn)生脈沖電流，并進(jìn)而在檢測(cè)阻抗上生成一個(gè)脈沖電壓。通過采集這個(gè)脈沖電壓，并對(duì)其進(jìn)行放大和濾波處理，就能夠?qū)Ρ碚骶植糠烹姮F(xiàn)象的視在放電量等基本參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。

3 電流互感器局部放電試驗(yàn)的干擾源及抗干擾措施分析

圖1 電流互感器局部放電試驗(yàn)的并聯(lián)試驗(yàn)回路接線圖

在電流互感器局部放電試驗(yàn)過程中，會(huì)受到來自多種途徑的干擾，這些干擾不僅會(huì)降低局部放電試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的可靠度，在嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。要想完全把試驗(yàn)的干擾都消除掉，是無法做到的，但可以采取有效措施來最大限度地降低干擾對(duì)試驗(yàn)所造成的影響，將影響限制在一定的范圍以內(nèi)，能夠保證局部放電試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的可靠度滿足要求即可。局部放電試驗(yàn)的抗干擾措施主要從三個(gè)方面著手：切斷干擾的傳播途徑、關(guān)閉或屏蔽干擾來源、加裝屏蔽設(shè)備來降低干擾對(duì)關(guān)鍵設(shè)備造成的影響。

3.1 電源干擾的抑制。由于局部放電試驗(yàn)檢測(cè)儀器以及試驗(yàn)電源的電力都是來自0.4kV配電網(wǎng)，配電網(wǎng)中各種高頻諧波都有可能對(duì)試驗(yàn)造成干擾。對(duì)于電源干擾，一般是采用經(jīng)過屏蔽的隔離變壓器和低通濾波器進(jìn)行抑制。以某次電流互感器局部放電試驗(yàn)為例，在沒有加電源濾波裝置之前，背景噪聲太大，不滿足規(guī)程的要求，使得試驗(yàn)無法進(jìn)行；而在加裝電源濾波裝置之后，電源回路的干擾信號(hào)明顯減弱，背景噪聲顯著降低，試驗(yàn)得以順利進(jìn)行。此外，加裝隔離變能夠有效減低線路傳導(dǎo)方面的干擾方。為了消除經(jīng)電源線傳導(dǎo)的外界干擾，可以在檢測(cè)儀器電源進(jìn)線側(cè)前端加裝小型的隔離變；在變頻試驗(yàn)電源與升壓變之間加裝大型的隔離變，來抑制傳導(dǎo)干擾。

3.2 接地回路干擾的抑制。當(dāng)試驗(yàn)回路存在兩點(diǎn)或兩點(diǎn)以上接地等不當(dāng)?shù)慕拥胤绞綍r(shí)，各種高頻信號(hào)就能經(jīng)接地線耦合至試驗(yàn)回路從而造成干擾，而且這種干擾的大小不由試驗(yàn)電壓的高低所決定。進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可以利用試驗(yàn)場(chǎng)所的接地網(wǎng)，采用銅芯導(dǎo)線作為主接地線，而其它的所有接地線均采用帶有絕緣外皮的試驗(yàn)線，并組成放射性的一點(diǎn)接地系統(tǒng)來對(duì)接地回路干擾進(jìn)行抑制。

3.3 電磁輻射干擾的抑制。當(dāng)試驗(yàn)場(chǎng)地上空有高壓輸電線行或周圍有高壓電氣設(shè)備、無線電發(fā)射塔等高頻信號(hào)源時(shí)，就會(huì)以電磁輻射的方式經(jīng)雜散電容或電感耦合至試驗(yàn)回路中而造成干擾，其同樣與試驗(yàn)電壓高地?zé)o關(guān)。一般難以將這種干擾信號(hào)與電流互感器內(nèi)部的局部放電信號(hào)區(qū)分開，因此會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成較大影響。對(duì)于這種干擾，可以采取在屏蔽良好的試驗(yàn)場(chǎng)所內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，或利用平衡法、對(duì)稱法等試驗(yàn)回路，來有效抑制干擾。

3.4 懸浮電位放電干擾的抑制。鄰近的試驗(yàn)回路或不接地金屬物體所產(chǎn)生的感應(yīng)懸浮電位放電也是較為常見的干擾源，其大小與試驗(yàn)電壓的高低成正比例關(guān)系。對(duì)于這種干擾，有效抑制措施就是接地和盡量遠(yuǎn)離。

3.5 電暈放電和接觸不良干擾的抑制。試驗(yàn)回路中具有高電位的導(dǎo)電部位，例如被試電流互感器的金屬蓋帽、試驗(yàn)變壓器、耦合電容器端部及高壓引線尖端部分等所產(chǎn)生的電暈放電；以及試驗(yàn)回路中各帶電連接部位存在接觸不良現(xiàn)象而導(dǎo)致的接觸放電同樣會(huì)造成干擾。某次電流互感器局部放電試驗(yàn)中，由于電流互感器二次繞組接線端子的螺帽沒有上緊，造成局部放電量超標(biāo)，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。后經(jīng)檢查并將該螺帽上緊后，再次進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果正常。

3.6 試驗(yàn)變壓器和耦合電容器內(nèi)部放電干擾的抑制。試驗(yàn)變壓器和耦合電容器內(nèi)部放電所造成的干擾很容易與被試電流互感器局部放電信號(hào)相混淆，因此必須對(duì)這種干擾進(jìn)行控制，將其限制在合理水平以內(nèi)。一般可以采用高壓電氣設(shè)備局部放電試驗(yàn)專用的試驗(yàn)變壓器、操作箱以及耦合電容器，以取得良好的干擾抑制效果。

結(jié)語

對(duì)于電流互感器而言，局部放電試驗(yàn)?zāi)軌蛴行z測(cè)出其存在的絕緣缺陷或隱患，從而在絕緣進(jìn)一步劣化和發(fā)展前進(jìn)行處理，保證電流互感器的安全可靠運(yùn)行。但由于各種干擾的影響，使得試驗(yàn)的結(jié)果無法令人滿意，甚至導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。因此，要從切斷干擾的傳播途徑、關(guān)閉或屏蔽干擾來源、加裝屏蔽設(shè)備來降低干擾對(duì)關(guān)鍵設(shè)備造成的影響等三個(gè)方面入手，采取有效的抗干擾措施，以最大限度地抑制住干擾所造成的影響。

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