探析电压互感器绝缘性能测量方法

【摘要】电压互感器主要作用是将高压变换为低压，实现了对高压侧系统的电压实时测量、计量、控制及保护，确保了运行人员和二次设备的安全，因而在电力系统中得到了广泛的应用。文章主要介绍了互感器的工作原理，电压互感器的绝缘性能测试方法，通过具体事例分析了互感器故障处理方法及运行维护注意事项，具有一定参考价值。

【关键词】互感器；绝缘；测量；电压

一、互感器工作原理介绍

所谓互感器就是将大电流或者高压按比例变换为小电流（通常为1A 或者5A）或者低压（通常为100V）的一次设备。作用是将高压侧和低压侧隔离，大电流变为小电流，相位上保持一定的关系，实现了对高压侧系统的电压和电流的实时测量、计量、控制及保护，确保了运行人员和二次设备的安全。互感器的安全运行决定着整个电力系统的能否安全稳定运行，在电力系统中是非常关键的一次设备。

其中电压互感器（PT）有两种类型：电磁式互感器和电容式互感器，第一种电磁式电压互感器构成如下图一所示，其组成部件主要为一次绕组，二次绕组，铁芯；优点为容量相对比较小。

第二种电容式电压互感器构成如下图二所示，主要由电容分压器和中压变压器组成；相比第一种电磁式互感器而言，优点是可以避免铁芯饱和引起铁磁谐振，在经济上比较合理，安全系数相对较高。

二、介质损耗因数测量方法介绍

电气设备绝缘性能测试方法主要有绝缘电阻测量、泄漏电流、介质损耗因数tgδ 三种基本类型，其中介质损耗因数tgδ 相对其它两种绝缘性能检测方法，优点是介质损耗因数tgδ 不受被试品尺寸、试验电压等因素干扰，对于发现电气设备的绝缘整体受潮、劣化变质和局部缺陷等故障具有重要意义。其中介质损耗因数tanδ 的测试公式如下：

采用交流电桥进行介质损耗因数测量，其接线方法常用的有反接法和正接法两种。常用的主要是反接线法（反接法适用电容器一端必须接地）。测量仪器试验接线方法如图三所示，试验电压通常为10KV，电桥测量电路处于高电位，因为试验引线对地电容的干扰强，端子板对测量数据的影响相对较大，所以试验的电容数值比正接法大，测量误差相对较高，并且安全性比较差。

　　图三　反接法接线图 图四　正接法接线图

当采用正接线方法（正接法适用电容器没有接地）进行测量时，试验电压通常2kV，以不超过3KV 为准，电桥测量电路处于低电位，端子板对测量数据几乎没有影响，电容测量值更准确，测量误差较小，安全系数比较高。

三、应用事例

2017 年10 月份检修项目部对宁东水厂的35KV 电压互感器侧一次线圈对二次线圈及铁芯绝缘电阻测量，其吸收比为1.12，对比往年的吸收比为1.8，试验合格标准为不低于1.3。介质损耗因数测量数据为47.29，对比往年的数据最高为1.35，试验合格标准为不超过3.0；电容量为47PF，往年数据检测为290PF，数据严重下降。几项检测数据均不符合电力设备试验运行规程标准规定。通过对电压互感器外观检测未发现瓷裙裂纹和闪络痕迹，没有渗漏油痕迹，呼吸器密封罩紧固良好。经查询设备运行缺陷记录发现，该互感器在两年前发现运行声音相对稍大（正常情况下为轻微的电磁振动声音），因此将互感器进行吊装拆分检查，检查发现电压互感器内油气隔膜有少量进水，原因是互感器防雨螺帽设计缺陷，造成下雨时通过密封罩顶部通气螺丝注入油气隔膜内，由于电压互感器长期带电运行，油温高，并且油温变化范围比较大，引起油气隔膜长期持续运动出现老化、龟裂现象。慢慢形成雨水进入互感器绝缘油内，导致互感器的绝缘性能显著降低。处理方法是将互感器的线圈经过48 小时的烘干处理，将互感器内的不合格油更换为合格的新油，更换合适的防雨帽和新的油气隔膜，通气螺丝上加装硅胶呼吸器。然后将互感器组装完毕进行测试，经检测其绝缘电阻吸收比为1.7，介质损耗因数测量数据为1.42，电容量为278PF，油耐压为41KV，合格标准不低于30KV，试验数据全部符合电力规程相关规定，说明该电压互感器合格，满足设备带电运行要求。

四、互感器巡视及维护注意事项

（1）值班运行人员严格按照规程规定巡视互感器，检查其声音是否正常的嗡嗡声，油位是否在合格范围内、油色有无变化，检查互感器外部瓷裙并无裂纹和闪络痕迹和渗漏油现象，及时消除潜在故障隐患。

（2）互感器进行检修时应该重点检查其密封圈，根据经验通常老化的密封圈会渗漏油，及时更换已经老化不合标准的密封圈，检查其呼吸器内部的吸湿剂是否受潮。

（3）检修时拆装电压互感器时注意断开二次开关或者拨掉二次熔断器，防止反送电，断开相关的保护装置，防止保护装置误动作，拆除二次线时注意将二次线做好标记，以便恢复接线从新投入时要用万用表进行对相。

（4）互感器投退时尽量避免产生谐振的操作。

五、结束语

总之，电压互感器是非常重要的一次设备，互感器发生故障对电力系统的安全运行影响重大，要想减少互感器的故障，确保供电系统安全运行，只有不断总结使用的经验和故障处理的方法，加强互感器的日常巡视及例行维护工作，检修中严格按照电力设备检修规程要求执行，杜绝人为造成故障；这样才能将设备事故降到最低，进一步保障系统稳定可靠运行。

参考文献：

[1] 张土成. 变电运行技能培训教材. 中国电力出版社.1995.8.

[2] 电气设备预防性试验规程.

[3] 罗辑. 浅析两起110kV 电容式电压互感器故障[J]. 高电压技术，2005，.

[4] 段兰. 电压互感器高压侧熔断器熔断后的操作处理[J]. 云南水力发电，2008