创新观察
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张晓娜 闻 爽 杨 越 隋文秀 宣 旭
（国网辽宁省电力有限公司检修分公司，辽宁 沈阳 110003）
1前言
CVT 主要由电容分压器和中压变压器组成。电容分压器由瓷套和装在其中的若干串联电容器组成，瓷套内充满保持0.1MPa 正压的绝缘油，并用钢制波纹管平衡不同环境以保持油压，电容分压可用作耦合电容器连接载波装置。中压变压器由装在密封油箱内的变压器，补偿电抗器和阻尼装置组成，油箱
顶部的空间充氮。一次绕组分为主绕组和微调绕组，一次侧和一次绕组间串联一个低损耗电抗器。由于电容式电压互感器的非线性阻抗和固有的电容有时会在电容式电压互感器内引起铁磁谐振，因而用阻尼装置抑制谐振，阻尼装置由电阻和电抗器组成，跨接在二次绕组上，正常情况下阻尼装置有很高的阻抗，当铁磁谐振引起过电压，在中压变压器受到影响前，电抗器已经饱和了，只剩电阻负载，使振荡能量很快被降低。可见CVT 已经在电力系统中占据了重要地位，它的稳定与否直接关系着电力系统的安全运行。）《国家电网公司变电五项管理规定之检测细则》（试行）、《输变电设备状态检修试验规程》Q/GDW22-1002-2014规定，电容式电压互感器例行性试验项目为：分压电容器试验，极间绝缘电阻≥5000MΩ（注意值）；电容量初值差≤±2%（警示值）；介质损耗因数≤0.005（油纸绝缘）（注意值）或≤0.0025（膜纸复合绝缘）（注意值）。二次绕组绝缘电阻≥10MΩ（注意值）。同时规定，对于多节串联的CVT，应分节独立测量。试验时按设备技术文件要求并参考电力行业DL/T474.3-2018现场绝缘试验实施导则.介质损耗因数tanδ试验标准进行。 1.1 电容式电压互感器的典型原理接线图
1.2测试中存在的问题
电容式电压互感器分为两类：分装式和叠装式。对于叠装式
CVT 又有两种情况：一种是下节电容器的瓷套有中间电压引出端
子，该端子是专供试验用的，另一种是无引出端子的。对于前者
的试验方法比较方便，而对于下节瓷套中无引出端子的情况（中
间变压器的高压绕组端与C2的上端连接点在油箱内，无法解开），
所以现场无法用常规的试验方法分别测量出主电容C1及分压电容
抗氧剂1790
C2的电容量和介损值。对于这种情况，以往现场采用整体反接线
测试的方法，但这种测试方法有很多弊端，除反接线本身的缺点：螺纹套套
被试设备高压电极及引线对地的杂散电容与被试设备的电容量并
联，会产生测量误差，尤其是被试设备容量较小时，这个误差会
更大外，更主要的是：反接线测得的数据为主电容C1及分压电容
C2的串联值且包括中间变压器的电容量及介损值，一旦某个元件
出现问题，很难做出准确判断，所得数据不能正确反映各元件的
绝缘状况。
2解决方案
《国家电网公司变电五项管理规定之检测细则》（试行）推荐
使用电磁单元本身作为试验电源的自激法对C1和C2进行分别测
量。即：利用中间变压器替代常规方法中试验用的电压互感器，
以作升压之用，一般从辅助绕组afxf 加压，即可在试品上获得试验电压。 2.1
具体原理接线图
图2 自激法测量C1原理图 图3 自激法测量C2原理图 2.2使用仪器 济南泛华仪器设备有限公司生产的，AI—6000（E）型自动抗干扰精密介损耗测量仪。 2.3测试方法分析 用AI-6000（E）抗干扰电桥对电容式电压互感器 C1和C2做自激法测量中，仪器先测量C1，然后自动倒线测量C2，并自动校准分压影响。测C1时，高压线芯线和屏蔽带高压，CX 线芯线和屏蔽都是低压。测C2时，高压线芯线和屏蔽、CX 线芯线和屏蔽都是低压。 需要注意的是：高压线应悬空不能接触地面，否则其对地附
加介损会引起误差，可用细电缆连接高压插座与CVT 试品并吊起。
另外，由于分压电容器C2的下端δ点（见CVT 结构原理图）的绝缘水平较低，出厂时的1min 工频试验电压为4kV，同时中间变压器的一、二次绕组的最大热容量仅为2000VA，即允许通过的最大热稳定电流不能超过150mA，否则会烧损绕组。阻尼器的额定功率为400W，二次电流不能超过4A。因此试验时所加电压（即C1和C2之间和中间变压器一次绕组的连接点）的电压要严格控制在3000V 以下。由于存在“回路谐振”和“容升效应”，绝对不能简单的用变比衡量中间变压器一次侧电压。CVT 分压电容的容量很大（>4万Pf），在二次侧升几伏电压，一次侧就能达到上千伏。还要注意：试验时应在接有阻尼电阻的辅助绕组afxf 加压，因为：在塑料标签
测量C2的介损值时，分压电容C2与中间变压器的一、二次绕组
电感及补偿电抗器L 电感形成谐振回路，将会出现危险的过电压。
AI-6000（E）型电桥在CVT 测量时提供了高压电压、高压电流、
低压电压和低压电流四个保护限制，根据这四个保护限制，
AI-6000（E）型电桥准确调制电压，确保试验仪器和被试设备的
覆膜砂自动生产线安全。
3实例 我们通过近几年对国网辽宁省电力有限公司检修分公司鞍山
发部所辖变电站的各个电压等级的CVT 进行试验及对测取的试验
数据的分析，已经证明自激法对CVT 分压电容器的介损值及电容
量测试，是一种完善的、较准确的试验方法，可以解决常规方法
不能解决的问题。
运用该方法，实用效果明显，能够准确查设备缺陷。2020
年3月29日，我们对丹东北变电站220kV 三母线C 相电容式电压
互感器进行例行性试验，采用济南泛华产AI6000（E）型自动电桥
进行测试，被试品为日新（无锡）电机有限公司生产的，型号为
WVB220-10H，编号为174642的CVT 电容量和介质损耗试验过程
中（自激法测试回路），中间变压器（简称TR）内部有啪啪的放
《装备维修技术》2021年第6期
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电声，电容量和介质损耗因数能正常测出。后经CVT 本体油样谱试验成绩显示有0.15μL/L 乙炔，证实确实有内部放电，说明我们的判断是正确的。这种情况如不及时检出，继续发展会造成设备爆炸的重大电网事故。
故障产品于5月份返厂，在用自激法进行重复试验时，现象一致，后进行解剖分析。发现电容分压器中压电容（简称C2）末端N 与中间变压器尾端N 连线距离太近，几乎触碰，有放电痕迹，据此判断，试验时该处放电产生声响。
3.1
设备故障点实物照片纳米碳化硅
图4 设备故障点实物照片
3.2正确的走线方式
该故障是由于TR 装配操作人员未按照操作规范进行操作引起，对于N
连线的装配，要求正确走线方式如图：
图5：N
接线头朝向端子板外侧
图6：端子板下部N 接线头与板边缘呈90° 3.3
错误的连线方式
图7：错误的接线方式——N 连接片趋向邻近接线桩头
4故障情况分析
该故障属于偶然性的产品质量问题，装配时没有满足制造厂内相关工艺要求。正是因为我们采用自激法进行测试，使分压电
容器C2的下端δ点处产生2.5 kV~3 kV 电压，而设备正常运行时δ点（即N 点）接地，相邻的调节桩头电压仅有450V，该两点不会放电，运行正常。如果本次试验采用反接线，N 点也处于接地情形，也不会发生放电，同样不会被发现。
4.1该故障之前没有被发现的原因
4.1.1在出厂试验时自激法测试在误差试验之前，与N 点邻近的调节绕组尚未接入，自激法试验时不会放电。
4.1.2设备运行时N 点接地，相邻的调节桩头电压仅有450V，该两点不会放电，运行正常。该故障在投运前验收中未能发现，主要是因为该放电声音非常微小，需要在背景噪音较小时，试验人员紧邻CV
书法教学系统T 油箱本体（1米以内）仔细聆听。由于验收期间现场有施工作业，背景噪音较大，试验人员很难听到，并且试验数据正常。
4.2为预防以后再发生类似情况，我们分别对制造厂和运行单位提出建议
4.2.1防止措施（制造厂）：
1.针对TR 接线，组织装配、检验人员进行了现场教育，再次强调必须按照规范进行操作，确保与周围邻近桩头或地电位部件的绝缘距离；
2.自激法试验由原来的误差试验前调整到误差试验后。 4.2.2防止措施（运行单位）：
1、加强该型号产品出厂试验监造，应进行抽样检查内部端子接线情况，及时发现不合格产品；
2、现场交接试验尽可能选择在附近没有土建施工作业等产生较大噪声的时候进行；
3、试验人员进行现场交接试验时，在保证安全的情况下，安排专人靠近试品下方，仔细聆听试品在试验期间是否发出异常声音。
4.3缺陷设备解决情况：
4.3.1公司领导果断决定将缺陷设备退出运行，返厂处理，并将本次缺陷定为危急缺陷，对发现缺陷人员给予嘉奖。
4.3.2为了确保供电可靠性及时恢复用户送电，2020年3月31日，从其他变电站调剂了同型号产品对故障产品进行了临时更换。故障产品返回日新公司进行解剖分析。
4.3.3新更换的CVT 已经于2020年4月12日试验合格，现已正常投入运行。
5影响自激法测量的主要因素
采用自激法测量高压电容器C1时，其介损值有时会高出真实值很多，其原因除了测试方法的误差外还有电容分压器低压端引出套管和引出端子板的绝缘性能的影响。由于测量C1时，δ端子的电位为2500V 左右，处于高电位状态，沿小套管表面的泄漏和引出端子板上的δ端子对地的泄漏以及绝缘板的绝缘性能都会影响测量结果。自激法测量C2时，电容分压器的低压端δ端直接进入电桥，δ端的电位很低，因此，影响测量结果的因素主要是测量方法的误差，此误差很小。所以采用自激法测量C2所得到的结果比较真实的反映了C2的实际介损。通过现场试验数据和厂家的分解测试结果比对，已经证明了这一点。由以上分析可知C2的测量结果能够比较真实的反映实际情况，由于C1、C2是装在同一节瓷套内介损应是基本相同的。所以用C2的测量结果来判断该节电容分压器的好坏也是合理的。如果C1的介损偏大，就要考虑二次端子板和δ端子及小套管是否受潮等因素。另外，标准电容的选择很重
要。要注意两点：
（1）电容量要小一些，一般50pF 为宜。
（2）介损要小一些，一般tgδ不大于0.005%。
6结论
我们通过近几年对国网辽宁省电力有限公司检修分公司鞍山发部所辖变电站的各个电压等级的CVT 进行试验及对测取的试验数据的分析，已经证明自激法对CVT 分压电容器的介损值及电容量测试，是一种安全可靠、测量准确的试验方法，灵活运用自激法能够准确有效地发现电容式电压互感器内部缺陷，确保电力系统的安全运行。
参考文献
[1]张葆昌 高压电气设备试验方法 水利电力出版社 1996 [2]《国家电网公司变电五项管理规定之检测细则》（试行） [3]Q/GDW22-1002-2014《输变电设备状态检修试验规程》
[4]陈化纲 电力设备异常运行及事故处理手册 水利电力出版社 2009
[5]辽宁省电力有限公司 现场标准化作业指导书 高压试验部分 中国电力出版社 2020
