互感器耐压试验常见问题解析

  仪器信息网 ·  2011-06-04 18:00  ·  20811 次点击
一、互感器耐压试验
互感器的耐压试验分为工频耐压试验、3倍频试验、直流耐压试验和脉冲试验等。互感器连接在电网中,用来向测量系统、保护系统、调度系统和负荷监控系统提供各种电量信号,并计量电能。如果互感器发生故障,就如同人失去感知一样,电网就会因为得不到信息而无法运行。
电压互感器将电网的高压转换成电压变比和相位误差都很小的低压,电流互感器将高压的大电流转换成电流变比和相位误差都很小的低压小电流。这样,测量系统和继电保护系统才能接受这种信号。
互感器连续工作在高压和大电流的环境下,绝缘要求很高,工频耐压试验正是检验互感器绝缘水平的主要方法。互感器的状态分为正常状态、注意状态、异常状态和严重状态。互感器的状态量共有20项,仅工频耐压试验一项不合格,就使互感器处于严重状态。严重状态需要尽快安排停电检修。可见,互感器的耐压试验非常重要。
二、耐压试验常见错误及解析
1.接线错误
耐压试验的接线是非常重要的,试验的对应位置是由接线确定的。互感器常见的耐压试验电路及常见错误接线如下:
(1)电流互感器的耐压试验接线
①一次绕组的工频耐压试验
一次绕组进行工频耐压试验时,试验电压应施加在短接的一次绕组端子与地之间,短接的二次绕组端子、座架、箱壳(如果有)和铁心(如果有一个专用的接地端子)均应接地。如果有地屏,应将其同座架或箱壳连接并接地。
常见错误:绕组没有短接或者地屏、座架、箱壳(如果有)和铁心(如果有一个专用的接地端子)没有接地。只连接接地端子接地。
②一次绕组段间工频耐压试验
一次绕组段间工频耐压试验时,试验电压施加在端子短接的绕组各段间,座架、箱壳(如果有)、铁心(如果有一个专用的接地端子)和所有其他绕组或绕组段均应连在一起并接地。
常见错误:进行一次绕组段间工频耐压试验时,一次绕组未参加试验的绕组没有接地,没有对一次绕组的每个段都进行试验。主要一次绕组的每个段都要分别进行试验。
③二次绕组工频耐压试验
二次绕组工频耐压试验的接线将受试二次端子短接,座架、箱壳(如果有)、铁心(如果有一个专用的接地端子)和所有其他绕组或绕组段均应连在一起并接地。试验电压施加于受试二次端子与地之间。
常见错误:进行二次绕组工频耐压试验时,二次绕组未参加试验的绕组没有接地,没有对二次绕组的每个段都进行试验。主要二次绕组的每个段都要分别进行试验。
④电容型电流互感器地屏对地工频耐压试验
地屏对地工频耐压试验对地的耐压试验接线:将一次绕组和二次绕组短接并且接地,将试验电压施加在地屏与地之间。
常见错误:地屏对地工频耐压试验对地的耐压试验时,没有把应该接入的全部接入并接地。
(2)电压互感器的耐压试验接线
①一次绕组的工频耐压试验
一次绕组进行工频耐压试验时,试验电压应施加在短接的一次绕组端子与地之间,短接的二次绕组端子、座架、箱壳(如果有)和铁心(如果有一个专用的接地端子)均应接地。如果有地屏,应将其同座架或箱壳连接并接地。
常见错误:绕组没有短接或者地屏、座架、箱壳(如果有)和铁心(如果有一个专用的接地端子)没有接地。只连接接地端子接地。
②二次绕组工频耐压试验同电流互感器二次绕组工频耐压实验
2.试验设备使用不当
(1)试验设备的主要技术要求
试验设备是进行计量检定和试验的主要工具,互感器的国家标准和检定规程对此并未作出具体规定。依据DL/T848.2-2004《高压试验装置通用技术条件第二部分:工频高压试验装置》和DL/T474.4-2006《现场绝缘试验导则交流耐压试验》等规定,耐压试验设备的主要技术要求如下:
用于监测电压的测量系统的不确定度不应大于3%。
用于监测时间的测量系统的不确定度不应大于3%。
应能够测量波形失真度,测量系统的不确定度不应大于5%。
(2)存在问题
①在监测电压的测量系统方面,经常用的耐压试验装置(以下简称“装置”)测量不确定度为5%或10%。更重要的是,装置试验测量仪表为指针式仪表、运放式或整流式数字仪表,这些仪表大都采用平均值原理,而试验要求必须测量有效值电压。因为试验电压指的是有效值。当电源波形没有失真时,平均值等于有效值,一般试验电源都存在失真,所以必须测量有效值。
②在监测时间的测量系统方面,经常使用的装置的测量不确定度都是5%。
③使用的装置都不能测量波形失真度。
3.试验方法错误
试验方法错误不仅会造成测量结果的错误,还会造成设备损坏或者人身伤害。但是在有关互感器的国家标准和检定规程中,并没有作出具体规定。因此导致进行互感器耐压试验时,并不规范,甚至出现错误。以下仅就常见测量方法错误加以分析。
在确定设备线路及电源波形无误后,对试品施加电压。加压时,应由机械零位开始缓慢升高电压,观测仪表升压值。在升至75%试验电压时,以每秒2%试验电压的速率升压至短时工频耐压的试验值。维持60s或规定的时间,耐压试验后,缓慢降压到零,然后切断电源。
第一个问题是加压时应由机械零位开始缓慢升高电压,且不可冲击合闸。这样就能够保证试验要求中从零开始升压的要求,机械零位保证调压器在零点,这时输出的电压为零。如果不在机械零位,不知输出的电压是多少,则可能超出试验电压,造成设备损坏或人身伤害。
第二个问题是升压速度。开始缓慢升高电压,观测仪表升压值。在升至75%试验电压时,以每秒2%试验电压的速率升压至短时工频耐压的试验值。首先是缓慢升压,观测仪表升压值。缓慢升压,是要观察耐压试验设备和受试互感器的情况,如有接线或其他错误,或电流异常过大,可以迅速切断试验电压,避免事故的发生,观测仪表升压值。以避免试验电压过高,在升至75%试验电压时,以每秒2%试验电压的速率升压至短时工频耐压的试验值;当电压超过75%试验电压时,互感器就可能发生击穿。以每秒2%试验电压的速率升压,同时密切观察受试互感器的情况,以减小互感器击穿造成的损坏。
第三个问题是电压下降速度。当加至试验电压值,维持60s或规定的时间,然后缓慢降至零。这样,可以避免因为电压下降速度过快或带电压断电而使互感器铁心带有剩磁,而影响互感器的准确度。
4.耐压保持时间
耐压保持时间:当试验电压升至规定值开始,至试验电压开始下降的时间。
在实践中常见的问题是:大部分试验装置开始升压时,计时已经开始,当试验电压加至规定值时已经用过时间,当计时器达到规定时间时,开始降压,这时实际的保持时间等于规定保持时间减去升压时间。这样电压保持时间是不够的,没有达到时间要求。
正确的方法是:装置应该有可以调整的时间阀值,当试验电压达到规定值并超过阀值才开始启动计时,这样就可以准确计时了。比如,试验电压为42kV,只要把阀值电压设置为41.9kV,这样当电压达到41.9kV开始计时,计时满足要求。这时,41.9kV与42kV相差为0.24%,对于试验电压测量误差3%来说,小于十分之一,可以看作微小误差,不影响测量结果。把阀值设置比规定值稍微小一点,是为了保证当试验电压达到规定值时,一定能够启动计时器计时。
三、试验步骤和试验结果判定
1.互感器在进行耐压试验时,应按照一定的步骤进行。这样才能保证试验结果的正确和试验的安全。试验结果应按照一定的标准进行判定,才能判定正确。一般仅以是否击穿判定。但是如何判定是否击穿,有关互感器的国家标准和检定规程对此均没有作出具体规定。笔者依据实际校验和相应的技术文献,对于过程中出现问题的处理方法给予具体说明。
2.试验步骤
互感器在工频耐压试验前,应先进行其他绝缘试验,合格后再进行耐压试验。充油设备若经滤油或运输,耐压试验前还应将互感器静置规定的时间,以排除内部可能残存的空气。在工频耐压试验前后应测量绝缘电阻。
按照试验项目要求,接上被试互感器,接通电源,开始升压进行试验。升压过程中应密切监视高压回路,监听被试互感器有何异常声响。升至试验电压规定值,开始计时并读取试验电压。保持时间到后,降压至零,然后切断电源。试验中如无破坏性放电发生,则认为通过工频耐压试验。
3.试验中常见问题及处理方法
在升压和耐压试验过程中,如果发现指针式电压表指针摆动很大,或者数字式电压表电压波动很大,电流表指示值急剧上升,调压器或其他调节设备往电压上升方向调节,电流上升、电压基本不变甚至有下降趋势,被试互感器冒烟、出气、焦臭、闪络、烧焦或发出击穿响声(或断续放电声),应立即停止升压,降压、停电后查明原因。这些现象如果查明是绝缘部分出现的,则认为被试互感器工频耐压试验不合格。如果确定被试互感器的表面闪络是由于空气湿度或表面脏污所致,应将被试互感器清洁干燥后再进行试验。
被试互感器为有机绝缘材料时,试验后应立即触摸互感器表面,如出现普遍或局部发热,则认为绝缘不良,应重新处理后再进行试验。
有时耐压试验进行了数十秒钟,中途因故失去电源,使试验中断,在查明原因,恢复电源后,应重新进行全保持时间的持续耐压试验,不可仅进行“补足时间”的试验。
四、小结
互感器是电测量参数的信号提供者,是电能测量的关键计量器具,同时是单位保护和电网自动化的关键设备。它的安全运行对于电网非常重要,互感器的工频耐压试验是保证互感器安全运行的关键试验,正确进行工频耐压试验非常重要。

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