电容式电流互感器末屏介质损耗因数测试

浅谈电容式电流互感器末屏介质损耗因数测试电容式电流互感器末屏对地介质损耗因数的测试，是反映电容型电流互感器是 否受潮的行之有效的方法，本文分析了正确测量末屏介损的试验方法并介绍了现 场常见的影响因素及采取的相应对策。电力系统中运行着大量的110kV及以上的电容式电流互感器。根据这种电流互 感器的结构和现场解体检查可知，互感器进水受潮后，水份往往不是先渗入电容 层间使其受潮，而是沉积到油箱底部。如果只测量其一次对末屏的tg6 ，仅能 发现一次绕组电容层间受潮，不易发现端部进水受潮。因此，测量末屏对二次绕 组.铁芯和外壳的介质损耗因数tg6，对发现进水受潮缺陷就比较有效。国家电 力行业标准DL/T 596-1996规定当电容型电流互感器末屏对地绝缘电阻小于 1000MQ时，应测量末屏对地tgO。而江苏省交接和预防性试验规程则明确 规定了电容型电流互感器要测量末屏对地tg6及电容量。其值不大于2%。如何正确测量末屏对地介质损耗因数tg6及电容量测量末屏对地介质损耗因数tg6及电容量用西林电桥（QS1 ）或智能型全自动 电桥。采用反接线加压在末屏与油箱座之间。试验电压2 kV。现场存在使用的 有三种不同的试验接线，下面针对这三种试验接线进行研究分析：第一种：电流互感器一次侧悬空，二次侧短路接地。电桥的Cx线接末屏，自动 电桥的Cx线的屏蔽端悬空。（下面简称一次悬空）第二种：电流互感器的一次侧L1-L2短接然后接地，二次侧短路接地。电桥的 Cx线接末屏，自动电桥的Cx线的屏蔽悬空。（下面简称一次接地）第三种：电流互感器的一次侧L1-L2短接后接到电桥的“E”端屏蔽，对全自动 电桥来讲就是接于Cx线一起引出的屏蔽端（M型电桥有单独的屏蔽接口），二 次侧短路接地，电桥的Cx线接末屏。（下面简称一次屏蔽）下面是一组采用这三种试验接线测试的两台110kV电容型电流互感器的数据如 表1。试验地点：试验大厅。环境温度25C 湿度54%。 采用QS1西林电桥电流互感器型号：LB3-110W2如皋高压电器厂制造表1：编号 2574 2581测量部位tg6 %R3 (Q )Cx (pf)tg6 %R3 (Q )Cx (pf)一次对末屏0.3231.76870.1230.6690.4一次悬空1.2259614.71.1257.3618.7一次接地1.0127.212510.8125.71266一次屏蔽1.3279.75691.2272585两台良好的电流互感器用不同的试验接线测得的末屏tg6及电容量的数值有所 不同。根据表1的数据下面来进行分析：a. 一次悬空与一次屏蔽测试时的比较：一次悬空时tg6 %值比屏蔽时测试略小 而电容量的数值略微偏大。主要原因是：由于一次绕组对末电屏间绝缘电容量较 大而介质损耗因数较小，被并联测入而引起的测量值偏小，且高压侧对地杂散电 容也会对测量数值影响。b. 一次接地与一次悬空.屏蔽测试时的比较：当一次接地测试时其tg6 %比一 次屏蔽和悬空测试时均小而电容量的数值达2倍。从数值上看：我们不难看出一 次接地时测得的tg6 %及电容量，相当于一次屏蔽时测得的末屏对地和一次对 末屏的测量值的并联。等值电路图如图1。此时测得值相当于末屏对地和主屏对 地tg6和C的并联，若此时末屏的介损虽然已经很大但是主屏的介损较小时， 根据并联公式tg6 x=Cx1. tg6 x1 + Cx2. tg6 x 2 / Cx1+ Cx2可知两者并联 值会有偏小现象。c. 以上为在试验大厅测试的数据的分析，而在现场测试时一般只有被测设备停 电，相邻设备均处于运行状态。被试设备处于周围电场中和带电高压设备间有电 容耦合。由于外电场的干扰，会给测量带来较大误差，当采用一次悬空接线测试 时，由于干扰会给准确测试带来困难，测量值偏差很大。如：某供电公司220kV 变电所内测试220侧流变末屏tg6 一组数据：第一次测试A3.68% B1.54% C3.02%。第二次测试：A2.71% B1.58% C3.47 %。一次屏蔽后测量：第一次测试：A1.73% B1.62% C1.68%第二次测试：A1.75% B1.62%C1.69%两次数值变化不大。一次悬空时数值可以看出B相的变化数值不大，判 断A,C相受周围电场的干扰测试不准确。当一次侧屏蔽后数据稳定，可以起到屏 蔽外电场干扰的作用。虽然一次侧接地也能消除干扰，但是通过以上分析知道所 测值并非末屏对地的真实值，而是末屏与主屏对地的并联值。下面我们根据工作实例来进一步说明：一电流互感器装设于某供电公司变电所 220kV母联4620。型号：LB7-220W 编号：# 178 制造厂：如皋高压电器厂。 测试使用仪器：GWS-II智能型介质损耗测试仪，ZC11D兆欧表。采用一次屏蔽的方法测试末屏介损。2001年11月 温度12C，湿度：60%测得：主绝缘 tg6 %0.4，C测759.5pf ,绝缘电阻5000MQ以上。末屏对地tg6 % 1.13, C测1130 pf，绝缘电阻2500MQ以上。2004年3月 温度18C，湿度：48% 测 得：主绝tg6 % 0.56 , C测775.5pf，绝缘电阻5000MQ以上。末屏对地tg6 % 3.89, C测1237pf，绝缘电阻800MQ。根据与其余两相及原始值的 比较初步判断流变内部受潮，结合油微水分析数据验判断其已经受潮，返厂处理 发现底部有水。吊下后作者采用另外两种方法进行了测试。数值如表2测量部位接线方式tg6 %Cx (pf)末屏一次悬空2.861357一次接地1.932135一次屏蔽3.891237表2三种方法测试末屏数值由表2看出虽然流变已经受潮，若按照一次接地的试验方法测试，其末屏对地的 tg6 %值却还在2%的合格范围内，根本起不到绝缘监测的作用。另一方面我 们知道当流变受潮后，由于水分子的介电系数远大于互感器绝缘材料的介电系 数，因此实测电容量较未进水受潮时为大。实践中我们可以根据电容量变化的这 种特点参考。但是我们看到以上三种方法测得的电容量存在差异。特别是一些厂 家提供数值是采用一次悬空试验接线，在电容量上明显偏大。所以说无论厂家出 厂试验或现场试验都必须使用正确的接线方式才能准确测量电容量。通过以上分析我们知道：采用一次屏蔽的试验接线最为准确而且能排除一次 侧的干扰。其余两种接线均存在缺陷不宜采用。1993-04-01实施的国家电力行 业标准现场绝缘试验实施导则明确写明：测量电容型电流互感器末屏对地 tgO和电容，加压在末屏与油箱座之间，另外将初级绕组接到电桥的“E”端屏 蔽。作者至2005年9月调查发现省内仍有多家单位采用另外两种试验接线。这 给判断电容型电流互感器是否受潮的监测带来隐患，因此试验人员必须统一正确 的试验接线。这样不但有利于和历次数值的比较，也避免因试验接线带来的误判 断。