基于改进末端加压法的串级式电压互感器介损测试研究

第３９卷第６期　２０１７年１２月　黑龙江电力　

Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　ＶｏＬ　３９　Ｎｏ．６　

Ｄｅｃ．２０１７　

基于改进末端加压法的串级式　电压互感器介损测试研究　张慧慧　（内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局，内蒙古包头０１４０３０）　

摘要：为解决传统末端加压法无法有效发现串级式电压互感器进水受潮缺陷问题，提出改进末端加压法。具体方法是将串　级式电压互感器一次绕组首端接地，一次绕组尾端接测试仪器的高压线，二次绕组单端接信号线的屏蔽端，辅助绕组单端接　信号线。改进末端加压法能够克服静电屏对二次绕组的电容对测试结果的影响，有效测出了一次绕组尾端对二次绕组和辅　助绕组端部的介损。现场实测结果证实了改进末端加压法的可行性。　关键词：串级式电压互感器；介损；静电屏；改进末端加压法　中图分类号：ＴＭ４０６　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９５—６８４３（２０１７）０６—０５４３—０４　

Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｌｏｓｓ　ｔｅｓｔ　ｆｏｒ　ｃａｓｃａｄｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｅｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉ０ｎ　ｍｅｔｈｏｄ　

ＺＨＡＮＧ　Ｈｕｉｈｕｉ　（Ｂａｏｔｏｕ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　ｌｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｌａ　Ｐｏｗｅｒ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａｏｔｏｕ　０１４０３０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｅｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｆｉｎｄ　ｔｈｅ　ｄａｍｐｎｅｓｓ　ｄｅｆｅｃｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃａｓｃａｄｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｅｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｐｅ—　ｃｉｆｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｔｏ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ｈｅａｄ　ｅｎｄ　ｏｆ　ｃａｓｃａｄｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ，ａ　ｐｒｉ—　ｍａｒｙ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ｔａｉｌ　ｅｎｄ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｈｉｇｈ—ｖｏｌｔａｇｅ　ｌｉｎｅ，ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ｓｉｎｇｌｅ—ｅｎｄ　ｔｏ　ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ　ｅｎｄ　ｏｆ　ｓｉｇｎａｌ　ｌｉｎｅ　ａｎｄ　ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ｓｉｎｇｌｅ—ｅｎｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｌｉｎｅ．Ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｅｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｉｚ　ｍｅｔｈ－　ｏｄ　ｃａｎ　ｏｖｅｒｃｏｍｅ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　ｓｃｒｅｅｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ，　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｌｏｓｓ　ｏｆ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ｈｅａｄ　ｅｎｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ｏｆ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｕｘｉｌ—　ｉａｒｙ　ｗｉｎｄｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｈｓ　ｃｏｎｆｉｒｍ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｅｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃａｓｃａｄｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｌｏｓｓ；ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　ｓｃｒｅｅｎ；ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｅｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　

在内蒙古西部地区，１１０　ｋＶ及以上电压互感器　多数为电容式电压互感器（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｔｒａｎｓ—　ｆｏｒｍｅｒ，ＣＶＴ），但由于多方面原因，仍然有一部分　１１０　ｋＶ电磁式电压互感器在运。仅包头电网中，目　前仍然有４８支１１０ｋＶ电磁式电压互感器在运行　中，这部分在运的电压互感器均为串级式电压互感　器，运行年限在２０—３５年。　根据内蒙古电力（集团）有限责任公司发布的　《输变电设备状态检修试验规程》，停电预试时，针　对１１０　ｋＶ串级式电压互感器必须开展的试验项目　之一是介损试验。　收稿日期：２０１７—０６—１９。　作者简介：张慧慧（１９８８一），女，硕士研究生，主要从事用电检查　工作。　串级式电压互感器电容量和介损试验时采用　的方法有常规法、末端加压法、末端屏蔽法３　种¨－４　。包头电网试验人员在开展串级式电压互感　器介损试验时多采用末端加压法，主要原因是这种　方法所加试验电压低（一般不超２　ｋＶ），对试验输出　电压的要求较低，而且试验时可以借助一次侧装设　的接地线实现一次绕组首端接地，可以大大提高试　验工作效率，但末端加压法在发现串级式电压互感　器进水受潮缺陷方面灵敏度不够高　一　。为了验证　此观点，试验人员曾对故障的１１０　ｋＶ串级式电压互　感器解体检查，发现解体设备邮箱底部有大量积　水，辅助绕组明显有被水浸泡后绝缘破坏的迹象，　但解体之前测试该电压互感器的介损正常。　针对末端加压法在发现串级式电压互感器进　黑龙江电力　第３９巷　水受潮缺陷方面灵敏度不高的问题，本文缱　丫串　级式电『ｆ　互感器介损试验模型，分析＿ｒ术端加压法　的特点，针对末端加　法仔在的不足，捉…科学的　改进策略，以提高测试方法的有效性　１　串级式电压互感器结构简介　以Ｉ】０　ｋＶ串级式电　互感器为例，　一次绕组　分成匝数相等的两部分，分刖套装　电　互感器铁　芯的Ｊ：下铁厄上，一次绕组上下部分分界点与铁芯　直接连接，铁芯保持埘地绝缘。为＿ｒ　约绝缘材　料，二次绕组和辅助绕组缠绕在一次绕组尾端部　位，其ｌ｝】辅助绕组在最外侧　．为了防【卜一次绕组与　二次绕组、辅助绕组之问的静电对测量结果、保护　装　造成影响，在一次绕组下半部分　次绕组之　Ｉ＇ＨＪ没汁有静电屏，正常运行时静电屏与一次绕组尾　端连接后接地　”　１　１０　ｋＶ串级式电　互感器的　结构如　１所示。　Ａ　Ｘ　厂———一一次绕组上半部分　ｔ　＋　ｌ　辅助绕组　部分　图１　１１０　ｋＶ串级式电压互感器结构图　Ｆｉｇ。１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　１　１０　ｋＶ　ｃａｓｃａｄｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　１【ｆ】Ａ和Ｘ分圳表　串级式电』　感器一　次绕组的亡ｊ‘端干¨尾端，止常运行时Ａ接高　端，ｘ　接地　．　２末端加压法研究　术端加　法测试ｌＪ０　ＥＶ串级式电』　感器的　介损时，一次绕组　端直接接地（一股借助临时接　地线接地），一次绕绀尾端接测试仪器（以济南泛华　生产的ＡＩ一６０００Ｋ型介损仪为例）的离　线，＿二次　绕组和辅助绕组同　端短连后接仪器的信号线，测　试接线如『殳ｌ　２所示　、　术端加　法试验时，一次绕组尾端承受高电　压．为Ｊ’确保一次绕组尾端的绝缘小被破坏，试验　电　一般不商丁２　ｋＶ。未端ＪＪｌｌ　法测试时，一次绕　组尾端和静电屏均处于高电位，ｌ＿大１此该测量方法可　以反映｝ｎ一次绕组尾端对二次绕绀和辅助绕组端　部的绝缘情况，可以反映出静电屏对二次绕组千¨辅　助绕组的绝缘情况，町以反映…一次绕组下半部分　对二次绕组不１Ｉ辅助绕组的绝缘测试等值电路｛ｎ１　３所示，　

Ａ　

图２末端加压法试验接线图　Ｆｉｇ．２　Ｔｅｓｔ　ｗｉｒｉｎｇ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｅｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　

图３　末端加压法等值电路图　Ｆｉｇ．３　Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｅｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　

Ｉ　３中Ｃ．、Ｃ，、Ｃ　分别表示一次绕组埘二次绕　组和辅助绕组的电容、一次绕组静电屏对二次绕　卡¨辅助绕组的【乜容、一次绕组尾端埘　次绕组和辅　助绕组端部的电容．实测电容值为３部分电容俩的　和，．假设３部分电容对应的介损分别为ｔａｎ６，、　ｔａｎ８，、ｔａｎ８　，那么测试的介损为　

ｔａｎ６＝　Ｃｌ‘ｔａｎ８ｌ＋Ｃ　・ｔａｎ６　＋Ｃ　。ｔａｎｓ３　

实际中，静电屏埘二次绕组的电容值远远人于　其他部分的电容值，根据统计‘【Ｉ『知，静电屏对　二次　绕组的电容值　总电容值的７５％～９５％。根撕式　（１）可知，末端加压法测试的介损值与静电屏埘一　次绕组和辅助绕组的介损值最接近　根据实际经验亓丁知，ｌ１０　ｋＶ串级式电压互感器　常见的绝缘缺陷为进水受潮，　Ｈ　进水受潮初期，　水分大部分存　于绕组外侧绝缘油的【１｜下部，短时　问内无法浸入到绕组绝缘内部。　此，串级式电　第６期　张慧慧：基于改进末端加压法的串级式电压互感器介损测试研究　・５４５・　互感器进水受潮初期，对主绝缘影响不大，主要影　响一次绕组尾端对二次绕组和辅助绕组端部的电　容量和介损，如果能精确测得这部分的电容量和介　损，即可精确掌握串级式电压互感器的绝缘状况。　

３改进末端加压法研究　根据上文分析可知，静电屏的影响是导致传统　的末端加压法可靠性不高的根本原因。改进末端　加压法的核心思路是将静电屏对二次绕组和辅助　绕组的电容有效屏蔽，具体方案是将串级式电压互　感器一次绕组首端直接接地，一次绕组尾端接测试　仪器的高压线，二次绕组单端接信号线的屏蔽端，　辅助绕组单端接信号线，测试接线如图４所示。　

Ａ　

图４改进末端加压法接线图　Ｆｉｇ．４　Ｗｉｒｉｎｇ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｅｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　

图４中与辅助绕组Ｄａ端连接的线表示仪器的　信号线，与二次绕组１　ａ端连接的线表示仪器的屏蔽　线。改进末端加压法测试时，二次绕组单端接信号　线的屏蔽端，有效屏蔽了静电屏对二次绕组的电　容，测试结果主要反映的是一次绕组尾端对二次绕　组和辅助绕组端部的介损，据此可以有效掌握串级　式电压互感器进水受潮情况，有利于提前发现缺　陷，有效预防串级式电压互感器事故。　

４模拟实验研究　为了精确掌握改进前后的试验方法在发现电　磁式电压互感器进水受潮缺陷方面的有效性，通过　实验室模拟的方法展开了研究。具体方法是借助　某高校高电压与绝缘技术实验室内型号为ＪＤＸ一　１１０的ｌ１０　ｋＶ电磁式电压互感器，通过控制自动注　水系统向绝缘油中的注水量来间接反映改进前后　的试验方法的有效性。　模拟实验通过控制注水量，实现测得电磁式电　

压互感器的介损为２％（实验室温度为２８℃、湿度　为５５％），得到传统的测试方法和改进末端加压法　所需的注水量如表１所示。