浅析高压互感器绝缘性能的测试方法

    摘要：互感器是按比例变换电压或电流的设备，其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100v）或 标准小电流（5a或1a），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。采用不同的接线方法测试得到的结果也不相同，判断方法也不同。 
    关键词：ED2000互感器综合测试仪  ED2000E伏安特性测试仪 ED2000F伏安特性综合测试仪 ED2010绝缘电阻测试仪  ED2671兆欧表 EDJS8000介质损耗测试仪  EDJS6000异频介质损耗测试仪 
中图分类号： p619 文献标识码： a 文章编号： 
一、介质损耗因数tgδ测试意义 介质损耗因数tgδ是反映绝缘性能的基本指标之一，它可以很灵敏地发现电气设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。介质损耗因数tgδ与绝缘电阻和泄漏电流的测试相比具有明显的优点，它与试验电压、试品尺寸等因素无关，更便于判断电气设备绝缘变化情况。 
二、介质损耗因数tgδ测试原理 
（1）在高压电器中，任何两个电极和两个电极之间的绝缘（气体、液体、固体）都可以等值为一个电容器。比如，互感器一次线圈与二次线圈之间、一次线圈和电容屏之间、一次线圈和铁芯之间、一次线圈与外壳（或大地）之间，都可以构成不同的电容。 
（2）电容器中介质损耗的组成: a．泄漏电流引起的损耗；b．介质极化损耗；c．局部放电引起的损耗。（3）介质损耗因数tanδ的概念 
（4）tanδ测量：一般用交流电桥测量，电桥的几种接线方式有
a．正接法：适用于电容器无接地端的情况，测量准确度高，电桥测量电路处于低电位，比较安全； 
b．反接法：适用于电容器一端接地的情况，测量结果受引线对地电容的影响，所以测出的电容值比正接法大，不能反映真实的电容值。电桥测量电路处于高电位，安全性差；
c．角接法：适用于电容器一端接地的情况，测量结果受升压器、引线的对地电容影响，准确性稍差，但由于电桥的测量电路位于低电压，安全性好。 
三、 电磁式电压互感器介质损耗因数及电容量测量 图示的接线以gws-ia型介质损耗测试仪为例，实际接线应按所使用的仪器说明书进行接线。 
图1 正接法接线图图2反接法接线图 
图3末端屏蔽法接线图 
（1） 正接线的特点：
a．测量结果主要反映一次绕组和二次绕组之间和端子板绝缘的电容量和介质损耗因数；
b．测量结果不包括铁芯支架绝缘的电容量和介质损耗因数（如果pt底座垫绝缘就可以）；
c．测量结果不受端子板的影响；
d．试验电压不应超过3kv（建议为2kv）。 
（2） 反接法的特点
a．测量结果主要反映一次绕组和二次绕组之间、铁芯支架、端子板绝缘的电容量和介质损耗因数；
b．测量结果受端子板的影响；
c．试验电压可以是10kv； 
（3） 末端屏蔽法的特点：
a．对于串激式电压互感器，测量结果主要反映铁芯下部和二次线圈端部的绝缘，当互感器进水时该部位绝缘最容易受潮，所以末端屏蔽法对反映互感器受潮较为灵敏；
b．试验电压不应超过3kv（建议为2kv）。 
四、电容型电流互感器介质损耗因数及电容量测量 图4电流互感器介质损耗测量接线 
五、试验要求及结果分析 判断标准如下：
a．进行历年数据比较时应采用同一种试验接线方式,与历次试验结果相比，应无明显变化。
b．与出厂值或初始值相比不应有显著变化。
c．同厂家同批次产品相比，相对值相差不应超过30% 。
d．绕组绝缘的tgδ值应不大于表1中数值。
e．支架介损一般不大于6% 。 
表1 绕组绝缘的tgδ值 
2010年对新庄集一泵站35kv电压互感器进行预防性试验，电压互感器型号为 jdj-35w，采用gws-ia型介质损耗测试仪，试验接线为反接法，测得试验数据为：试验电压10kv，分流器0.5a，tgδ值为69.07%，电容量135pf，对比上一年测得的数值为tgδ值为 1.19 %，电容量 220pf，介质损耗变化率达到57倍，远远大于规程值。综合考虑后将从互感器底部取油样，进行油耐压试验，六次的平均值仅为21.36kv，这说明互感器内部严重受潮。 
六、结束语 
    测量介质损耗因数是一项灵敏度很高的试验项目，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷，所以在电力设备交接和预防性试验中都得到了广泛的应用。介损测试仪的技术发展很快，以前在电力系统广泛使用的qs1西林电桥正被智能型的介损测试仪取代，新一代的介损测试仪均内置升压设备和标准电容，并且具有操作简单、数据准确、试验结果读取方便等特征。虽然目前介损测试技术发展很快，但也存在着一些不足：
（1）介质损耗测试数据也极易受到外界电场的干扰，但当外界干扰很强的情况下，仍会产生较大的偏差（2）现场很多电力设备均已接地，因此必须使用反接法进行检测，影响反接法的测试精度的因素较多，往往数据会有很大偏差，特别是当被试品容量较小时会严重影响测试的准确度。注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。