電壓互感器倍頻感應耐壓試驗的應用

李 強

(中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

0 引言

電壓互感器(potential transformer，PT)是電力系統(tǒng)中的關鍵設備，它的安全穩(wěn)定運行影響著電廠乃至電力系統(tǒng)的安全。根據(jù)有關資料統(tǒng)計，電氣設備的故障絕大多是因為絕緣缺陷引起的；隨著近年來電力系統(tǒng)電壓等級的不斷提高，對電氣設備的絕緣要求也越來越高。當一些繞組類設備(如電壓互感器)的匝間絕緣變得相對薄弱時，常規(guī)的工頻耐壓試驗只能檢驗設備的主絕緣，無法有效對匝間絕緣進行檢驗。

感應耐壓試驗是檢驗匝間絕緣(縱絕緣)的有效手段；同時對于一些分級絕緣式(半絕緣)的電壓互感器，由于其一次繞組的尾端絕緣等級只有幾kV，無法與首端共同承受同一試驗電壓，也只能采用感應耐壓的方式。

一般耐壓試驗的試驗電壓為設備額定電壓的2—3倍，如果采用感應耐壓的方式，要在電壓互感器上施加如此高的試驗電壓，鐵芯將嚴重飽和，所以實際上是行不通的。

因此，DL/T 596—2005《電力設備預防性試驗規(guī)程》中規(guī)定，串級式或分級絕緣式的電壓互感器采用倍頻感應耐壓試驗。

1 倍頻感應耐壓試驗的現(xiàn)場實施方法

倍頻感應耐壓試驗通常在電壓互感器的二次繞組施加頻率高于工頻的試驗電壓，進而在電壓互感器的高壓側感應出相應的高壓試驗電壓，達到檢驗電壓互感器絕緣(包含匝間絕緣)的目的。

在對電壓互感器進行倍頻感應耐壓試驗時，應在電壓互感器的高壓側接入電壓測試裝置，并及時監(jiān)測高壓側的試驗電壓，防止高壓側的試驗電壓超出試驗要求，造成電壓互感器絕緣損壞。電壓互感器倍頻感應耐壓試驗高壓側監(jiān)測試驗電壓的接線如圖1所示。

圖1 電壓互感器倍頻感應耐壓試驗高壓側監(jiān)測電壓接線

若試驗現(xiàn)場不具備高壓側監(jiān)測試驗電壓的條件，可從電壓互感器的另一個二次繞組進行電壓測量，監(jiān)測試驗電壓。

電壓互感器倍頻耐壓試驗二次側監(jiān)測試驗電壓的接線如圖2所示。

若現(xiàn)場采用低壓側監(jiān)測試驗電壓的方式，因電壓互感器為容性設備，則必須考慮容升效應對感應到高壓側試驗電壓的影響，避免容升效應導致感應到高壓側的試驗電壓超出試驗要求，造成電壓互感器的損壞。各電壓等級電壓互感器的推薦容升系數(shù)如表1所示。

本項目2014年11月底進場，1號交通洞作為地下泵站及其附屬洞室群的主要施工通道，其施工進度直接影響到地下泵站及其附屬洞室的施工進度。此時不是遷墳時節(jié)，由于遷墳、征地、移動果林附著的3路線纜等地面附著物較為困難，在增加大量投資的同時也需要耗費大量的時間，短期內1號交通洞無法施工，對此將1號交通洞進口段由設計的明挖改為洞挖施工。

圖2 電壓互感器倍頻耐壓試驗二次側監(jiān)測電壓接線

表1 各電壓等級電壓互感器的推薦容升系數(shù)

考慮容升后的試驗電壓可按公式（1）進行計算：

式中：US——考慮容升后，修正的低壓側試驗電壓，V；ux——標準或規(guī)程規(guī)定的高壓側試驗電壓，V；K——電壓互感器的變比；K′——容升修正系數(shù)。

按規(guī)程規(guī)定，倍頻感應耐壓試驗電壓為出廠試驗電壓的80 %。

2 現(xiàn)場試驗的注意事項

現(xiàn)場進行電壓互感器倍頻感應耐壓試驗時，必須注意以下幾點。

(1) 為防止試驗過程中因諧振等因素造成過電壓，必須設置過壓和過流保護。過壓保護值設定為試驗電壓的1.15—1.5倍，過流保護值應根據(jù)被試繞組額定電流的1.15—1.5倍設定。

(2) 試驗開始前，必須檢查確認高壓繞組尾端已可靠接地。

(3) 試驗開始前，必須檢查確認高壓繞組和其他非加壓二次繞組未首尾短路。

(4) 如采用高壓側測量試驗電壓的方式，在試驗開始之前，必須檢查并確認高壓測試裝置已可靠接地。

(6) 應核對電壓互感器加壓二次繞組的額定電流，試驗過程中嚴禁試驗電流超過互感器的二次額定電流。

如試驗電流確實無法限制在互感器二次繞組的額定電流之內，則必須采取限流措施。

(7) 在試驗電壓頻率等于或小于2倍工頻時，試驗時間為60 s；當試驗電壓頻率大于2倍工頻時，全電壓試驗時間(s)為120×額定頻率／試驗頻率，但不應低于15 s。

(8) 試驗過程中，應時刻關注被試電壓互感器的試驗電流和試驗電壓有無變化，電壓互感器有無異音等情況。

(9) 試驗過程中如發(fā)現(xiàn)異常，應立即將試驗電壓降至0。

3 試驗結果的判斷依據(jù)

在試驗結束之后，需要對試驗結果進行判斷，以分析電壓互感器是否還存在缺陷。結合國家標準以及現(xiàn)場實際情況，對試驗數(shù)據(jù)應進行以下分析和判斷。

(1) 在試驗過程中，試驗電流和試驗電壓不應發(fā)生突變，被試電壓互感器不應有放電等異音。

(2) 串級式或分級絕緣式(半絕緣)電壓互感器應在倍頻感應耐壓試驗前后各進行一次額定電壓下的空載試驗?？蛰d電流和空載損耗的2次測得值相比不應有明顯差別。

(3) 對于油浸式電壓互感器，在倍頻感應耐壓試驗前后，對電壓互感器的油進行色譜分析。2次測得值相比不應有明顯差別。

(4) 在進行倍頻感應耐壓試驗前后，電壓互感器高壓側繞組的絕緣電阻和直流電阻不應發(fā)生明顯變化。

4 結束語

電壓互感器的倍頻感應耐壓試驗是一項試驗電壓高技術要求嚴格的試驗，在其能有效檢驗電壓互感器是否存在絕緣缺陷的同時，也容易因操作或考慮不當而導致電壓互感器的損壞。故在對電壓互感器進行倍頻感應耐壓試驗時，應充分考慮容升、試驗頻率以及試驗時間等因素，確保倍頻感應耐壓試驗的順利開展。

參考文獻:

1 董國震.分級絕緣電壓互感器倍頻感應耐壓試驗的分析[J].高壓電器，2007，43(3)：235-236.

2 電力工業(yè)部電力科學研究院.DL/T 596—2005電力設備預防性試驗規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，2005.

3 丁 蘇.一起電流互感器耐壓擊穿事故分析[J].電力安全技術，2012，14(6)：34.