王赫，赵宇，胡妹
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摘要：测量用电压互感器首次检定需要做绝缘强度试验。绝缘强度试验有两种方法，分别为工频耐压试验和感应耐压试验，但其中有关绝缘强度试验的内容较少。笔者通过收集整理相关资料，结合实际工作中的经验，总结了电磁式电压互感器感应耐压试验的方法和注意事项。
关键词：电磁式；电压互感器；耐压试验
电磁式电压互感器，它与电力变压器相似。电磁式电压互感器工作原理的特点是：电磁式电压互感器的一次绕组直接并联于一次回路中，一次绕组上的电压取决于一次回路上的电压，二次绕组与一次绕组无电的耦合，是通过磁耦合。二次绕组通常接的是一些仪表、仪器及保护装置容量一般均在几十至几百伏安，所以负载很小，而且是恒定的，所以电压互感器的一次侧可视为一个电压源，基本不受二次负载的影响。正常运行时，电压互感器二次侧由于负载较小，基本处于开路状态，电压互感器二次电压基本等于二次侧感应电动势取决于一次系统电压。
电流互感器在运行中不容许二次侧(连接二次绕组回路)开路。如果二次侧开路。二次电流为零，这时电流互感器的一次电流全部用来励磁，铁芯中的磁通密度剧烈增加，引起铁芯中有功损耗增大，使铁芯过热，导致互感器损坏。同时由于铁芯中磁通密度骤增，在互感器的二次绕组中要感应出很高的电压，其峰值可达到数千伏。这一高电压对设备绝缘和运行人员的安全都是危险的。为了防止电流互感器二次侧开路，对运行中的电流互感器，当需要拆开所连接的仪表和继电器时，必须先短接其二次绕组。
电磁式电压互感器的倍频感应耐压试验是把频率100～300Hz的励磁电压施加在电压互感器的二次绕组上，通过电磁感应，使一次绕组的首端电压达到试验电压。该试验的目的是为了检验出电压互感器的诸如露铜、漆膜脱落、匝间短路和绕线时打结等原因造成的主绝缘和纵绝缘方面的缺陷，对电压互感器的安全运行起到预防作用，保证电力系统的安全运行。
1.全绝缘电压互感器和半绝缘电压互感器
目前，我国35kV及以下的电力系统中，电力设备厂家和电力用户习惯用全绝缘和半绝缘来区分电磁式电压互感器，但是GB1207-2006《电磁式电压互感器》之通用定义，只对“不接地电压互感器”及“接地电压互感器”给出了明确定义，没有对全绝缘和半绝缘电压互感器给出定义。要区分全绝缘电压互感器和半绝缘电压互感器，首先要了解电压互感器内部绝缘。电压互感器内部绝缘可分为主绝缘和纵绝缘。主绝缘是一次绕组及高压引线对二次绕组及地的绝缘；纵绝缘是电压互感器绕组内部匝间、层间、线段间的绝缘。通过工频耐压试验，可以考核主绝缘；通过感应耐压试验才能考核纵绝缘。因此，全绝缘单相电压互感器一次高压端有两个端子，一次绕组与二次绕组及地间的主绝缘都要承受100%工频试验电压。半绝缘单相电压互感器是一次绕组的一端直接接地，半绝缘三相电压互感器是一次绕组星形连接点直接接地，半绝缘电压互感器一次绕组与二次绕组及地间的主绝缘承受的电压很低，一次高压端为独立端子。
2.电磁式电压互感器感应耐压试验方法
感应耐压试验有两种电压施加方式：（1）用规定的试验电压对一次绕组直接励磁；（2）对二次绕组施加足够的励磁电压，使一次绕组感应出规定的试验电压值，两种方法均应在高压侧测量电压。检定员对全绝缘电压互感器先将一次绕组任意一端接地，对半绝缘电压互感器先将一次绕组接地端（N端）接地，然后将各二次绕组任意一端、外壳同时接地。把电源接入3倍频试验装置，审核员检查试验装置接线是否正确，仪表显示是否正常，检查无误后通知检定员合闸空升加压回路，观察试验装置无异常后降压至零并断开电源。根据试验装置实际情况选择其中一种电压施加方式，按照试验装置的要求连接电压互感器，审核员检查无误后通知检定员合闸均匀升压，施加2倍额定电压值历时1min，如果没有发生绝缘损坏或放电闪络，则认为通过试验。
3.试验当中方法优化
为了确保加压绕组的安全性，并且满足谐振耐压的要求，需要对电压互感器的输入电流进行降低，将其控制在30A以下。
这时就可以采用以下方式进行优化：①将补偿电感施加在非被加压绕组上；②需要将电压互感器的变比进行降低处理。
3.1提升补偿电感降低输入电流进行感应耐压试验时，对电压互感器从二次绕组施加电压，则电压互感器是作为无源二端网络来应用，在进行试验期间，在150Hz频率当中整个回路呈现容性，对感性电流进行增加处理，这样可以使输入回路的电流减少，从而使回路中电流电容也降低，补偿之前：I=IR+IL+IC，补偿之后：I=IR+IL+IC+ILX，完全补偿时：IL+IC+ILX=0，I=IR其中：IR=U/R，IL=U/jwL，ILX=U/jwLX，IC=jwCU在不补偿条件下，将变频电源的频率提升至150Hz，将电压提升至80V，此时励磁电力的已经超过20A。当电压满足试验条件时，其励磁电流已经超过30A，因此需要对非被加压绕组进行并联的同时对电感进行补偿，目的是使电流降低。用以下公式可对补偿电感进行计算，不补偿状态下，需要将100V三倍频电压施加到被测互感辅助二次线圈上，此时检测电流的数值为25A，由于小的二次内阻存在于电压互感器中，计算时可忽略。具体计算如下：被测电压互感器的容抗值：XC=Uadxd/Iadxd折合到补偿绕组的容抗值：X′C=XC·1/K2=Uadxd/3Iadxd在以上计算式当中：K=1.73补偿电感的感抗值为：XL=XC+（0.5-2）换算电感量：L=XL×103/2π×150通过以上计算可以得出XC=1.3Ω，XL=2.1Ω，电感量L=2.25mH。
3.2降低电压互感器变比，降低励磁电流试验设备容量较小时，为了减少输出电流，需要首尾串联二次线圈，并且对电压互感器的变比进行降低。在实际试验期间，在串联绕组时需要注重准确级，变比，容量的一致性。对此次试验数据进行分析时，结果显示，当将电压互感器变比进行减小处理时，在此次期间就会升高二次励磁电压，降低励磁电流，这样能够降低试验设备容量。
3.3同时使用降低电压互感器变比和补偿电抗在对试验过程进行现场调节时，可能会出现利用非被测试绕组施加补偿电抗方式都无法满足试验电压要求，在实际试验期间需要同时使用以上两种方式。在对某220kV电压互感器进行感应耐压试验时，需要将电压互感器的二次绕组进行串联励磁，将其他绕组进行尾端接地处理，同时对二次绕组进行串联，并且补偿电抗器，这样就能够使绕组满足感应耐压试验当中的电压要求。
4.注意事项
4.1.耐压试验区域必须安全隔离，并在明显位置摆设“高压危险”标志，试验过程中持证检定员不得少于2人，试验装置每次合闸升压前必须由检定员按要求接线，审核员复查，双方确认无误后才能开始试验。
4.2升压必须从零(或基本接近零)开始且不可冲击合闸。在75%试验电压前升压速度可以随意，自75%试验电压以后开始均匀升压，耐压测试完毕后，迅速均匀降压到零，然后切断电源。
4.3试验过程应有人全程监护，检定员在试验中注意力应高度集中，随时警戒异常情况的发生。若出现异常，应停止试验，查明原因后再继续进行。
4.4试验结束，应先断开试验电源，穿戴绝缘手套用放电棒将被试绕组和试验变压器的高压部分接地，并充分放电后，再开始拆线，最后拆除接地线。
五、结语
在电压互感器感应耐压试验中，可通过应用变频电源、增加补偿电感、改变接线方式，优化试验方法，获得更为理想的试验数据。建议在电压互感器的常规试验中，进一步推广上述方法，使之得到更为广泛的认知和应用。
参考文献
［1］成天翔，王寅仲．电气试验［M］．北京:中国电力出版社，2005．
[2]蒋文彬，龚双建.20kV 及以下电磁式电压互感器模拟运行状态试验的运用[J].湖南电力，2017，37（03）：34~35+42.
[3]张珂，赵培勇.浅谈电压互感器二次绕组串联感应耐压试验方法[J].安装，2015，18（06）：54~55.
[4]王鹤霖 ，朱学成.220kV GIS 电磁式电压互感器现场变频感应耐压试验[J].黑龙江科技信息，2016，11（08）：115.