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电压互感器第一章电压互感器工作原理电压互感器的工作原理电压互感器运行时，二次绕组接有高阻抗负荷。其运行状况相当于开路运行的变压器，正常运行时二次绕组中流过的电流很小，不允许不经过仪表而直接短路，以免产生过电流，将线圈烧坏。电压互感器的分类按相数分按绕组数分按绝缘介质分单相双绕组油绝缘：多在≥35KV采用三相（只在10KV以下用）三绕组浇注绝缘：多在≤10KV采用四绕组一般干式：多在≤380V采用气体绝缘：多用于高压产品电压互感器的结构浇注式电压互感器结构浇注式结构紧凑，维护简单，适用于3－35KV的户内产品，随着户外用树脂的发展，逐渐在35KV以上的产品上采用。浇注式互感器的铁心一般用旁轭式，一次绕组为分段式，低压绕组为圆筒式，绕组同心排列，导线采用高强度漆包线。层间绝缘和绕组间绝缘均用电缆纸或复合绝缘纸。为了改善绕组在冲击电压作用时的起始电压分布，降低匝间和层间的冲击梯度，一次绕组首末端均设有静电屏。油浸式电压互感器结构35KV户外装置油浸式电压互感器的结构与小型电力变压器很相似，铁心为旁轭式，一次绕组为宝塔式（三绕组）或分段式（双绕组），其它绕组为圆筒式，同心排列。一、二次绕组间用0.5MM厚的绝缘纸板卷成纸板筒构成绝缘硬纸筒。串级式电压互感器结构串级式电压互感器的内部结构见图，由于铁心带电，整个器身须装在瓷箱内，瓷箱既起高压套管作用，又是油容器，故又称为瓷箱式结构。在这种互感器中，四个同样的一次绕组分别套装在两个铁芯的上、下芯柱上，他们依次串联，A端接线路高电压，N端接地。第一级一次绕组的末端与上铁芯连接，故上铁芯对地电压为3/4U，而对第一级绕组的始端以及第二级绕组的末端的最大电压为1/4U，第三级一次绕组的末端与下铁芯连接，故下铁芯对地电压为1/4U，而对第三级绕组的始端和第四级绕组的末端（此处是接地的）的最大电压也为1/4U。联耦绕组和第二级一次绕组至第三级一次绕组的联线等电位，布置在这两级一次绕组的外面。二次绕组和剩余电压绕组都布置在最下级一次绕组的外面，这里的对地电压最低。各个绕组这样布置大大减小了绕组与绕组之间，绕组与铁芯之间的绝缘。平衡绕组紧靠铁芯布置，与铁芯等电位。由于铁芯带电，所以铁芯与铁芯之间，铁芯与地之间都要有绝缘，整个器身要用绝缘支架支撑起来。耦合绕组的作用是传递能量。平衡绕组的作用是保持上下心柱各绕组磁动势的平衡关系，减少漏磁。第四级绕组的末端与二、三次绕组之间装有静电屏，该静电屏与N端相连，为地电位。各一次绕组始端与铁芯之间也装有静电屏。串级式电压互感器一次绕组结构串级式电压互感器外形电压互感器的试验电压互感器的主要试验项目有：绝缘电阻试验交流耐压试验介损试验空载电流和励磁特性试验、变比试验和极性试验局放试验交流耐压试验空载电流试验变比试验介损试验的方法1.全绝缘电压互感器测量时一次绕组首尾端短接后加电压,其余绕组首尾端短接接地.2.分级绝缘电压互感器110KV和220KV的串级式电压互感器为分级绝缘结构,其介损测量与全绝缘电压互感器不同,通常有下列几种:2.1常规法（包括反接法和正接法）2.2自激法2.3末端屏蔽法2.4末端加压法2.5改进法串级式电压互感器介损试验常规反接法的测量部位及缺点1.测量部位常规反接法测量的是以下三部分绝缘的介损:(1)一次静电屏(即X端)对二三次绕组的绝缘,(2)一次绕组对二三次绕组端部的绝缘;(3)绝缘支架对地的绝缘.当绝缘由几部分介质组成时,其整体介损tgδ=(C1tgδ1+C2tgδ2+C3tgδ3)/(C1+C2+C3)由该式可看出，介损反映的是电容最大的那一部分介质的介损2.常规反接法的缺点(1)主要反映一次静电屏对二三次绕组间的介损,这是因为一次静电屏对二三次绕组的电容量为1000PF左右,而其它两部分绝缘的电容量均很小,约为十几到数十皮法,因此难以反映这两部分介损的变化;我们知道，(2)试验电压低,串级式电压互感器高压绕组接地端的绝缘水平较低,一般为2000V左右,对电桥测量灵敏度有一定的影响.(3)脏污的影响,X端引出端子板及小磁套的脏污会影响测量结果,产生很大的误差.常规正接法的测量部位和缺点这种方法可减少端子板及小磁套脏污的影响,它主要也是测量一次静电屏对二三次绕组间的介损,因电压低,测量误差仍较大.末端屏蔽法的测量部位和优点1.测量部位只能测量下铁心拄上一次绕组对二、三次绕组的介损。2.优点这种方法是目前测量串级式电压互感器介损的比较完善的方法；.由于X端及底座法兰接地，小磁套及接线端子绝缘板受潮、脏污、裂缝所产生的测量误差都被屏蔽掉，一次静电屏对二、三次绕组及绝缘支架的介损都测不到(因静电屏与X端等电位)；只能测量下铁心拄上一次绕组对二、三次绕组的介损，而该处是运行中长期承受高电压的部分，又是最容易受潮的部位，因此测量该处的介损十分必要。电容式电压互感器介损试验电容式电压互感器的试验电容式电压互感器的试验项目有：测量单元件分压电容器两极间的绝缘电阻；测量单元件分压电容器的介损和电容值。对于中间变压器可以与电容分压器分开的CVT，其测试方法完全与电容器的介损测量方法相同。下面主要介绍中间变压器无法与电容分压器分开的CVT最下面一节中的主电容（C1)、分压电容(C2)的测试方法。CVT结构示意图CVT绝缘电阻测量接线被测量绕组兆欧表接线方式说明L端子E端子G端子一次绕组对二次绕组及地接X端子或A1端子(有引出端子时)接地接A′和δ端子所有二次绕组全部接地二次绕组之间及对地接被测量的二次绕组接地悬空非被测二次绕组及一次绕组接地高压分压电容器为1节时的测量接线高压分压电容器为2节时的测量接线高压分压电容器为3节时的测量接线中间变压器的tanδ中间变压器的tanδ中间变压器的tanδ220kV有中间抽头，XL在外部接地的CVT电容试验方法a.A1引出及δX接地b.A1引出及δX悬空c.测量C12与C2串联值d.也可进行该项试验220kV有中间抽头，XL在内部接地的CVT电容试验方法220kV无中间抽头，XL在外部接地的CVT电容试验方法110kV有中间抽头，XL在外部接地的CVT电容试验方法110kV有中间抽头，XL在内部接地的CVT电容试验方法和220kV有中间抽头，XL在内部接地的CVT电容试验方法近似110kV无中间抽头，XL在外部接地的CVT电容试验方法几种比较特殊的试验自激法中间变有地刀时（合上K）中间变有地刀时（合上K）主要异常及对策一旦发现测量数据异常，应首先检查接线是否正确，是否存在接地线、测量引线接触不良的问题，试品瓷套外部是否脏污，测量引线绝缘（包括用于固定引线的塑料绝缘带）是否足够，只有排除外部干扰后才能下结论采用反接法测量介质损耗因数时，高压引线的对地电容会叠加在被试电容上，应尽量缩短引线线路地刀及试验用接地线接触不良时，会造成tanδ增加，必要时应在互感器的顶部另挂接地线测量测量仪器接地不良时可能会出现负介质损耗因数，所以仪器的接地必须可靠。例CVT二次失压事故分析某500kV线路A相电容式电压互感器在正常运行条件下发生故障，与之相关的保护误发信号，3个二次电压线圈全部无电压输出。该CVT型号为TYD500／√3-0.005H，中间变压器高压绕组额定电压为13kV，二次绕组a1x1额定电压为100V/√3。知道CVT结构原理图及正常情况下各电容单元的电容值。试分析故障原因并提出查找原因的步骤。CVT二次失压，故障原因可能为：（1）分压电容器C2击穿短路。（2）中间变压器一次引线断线或接地。（3）和中间变压器并联的氧化锌避雷器击穿导通。（4）中间变压器烧坏（一次或二次绕组短路）等故障。试验步骤：（1）分别测量C11、C12、C13、C14、C2的介损及电容量，若无异常，则说明CVT的电容单元正常，排除分压电容器C2击穿短路。（2）测量二次绕组的直流电阻，与初始值比较，若无异常，则可排除二次绕组短路。（3）在电容式电压互感器上端H点接地状态下，从二次线圈a1x1反向加压，测量施加电压和电流，在第4节瓷套上端B处直接测量一次电压；同时测量另外两个二次绕组的电压，检查三个二次绕组之间的电压数值关系。试验接线见图。图中C11，C12，C13串联后的电容量C1a＝1／（1／C11＋1／C12＋1／C13）＝6563pF，若在二次线圈a1x1上，加Ua1x1＝10V的电压，在电容式电压互感器正常状态下，设B点测得电压的理论值UB，从图可知：UA＝UAn/Ua1x1×10V＝13kV/(100/√3V)×10V＝2.25kV故，UB＝UA/(1＋C1a/C14)＝1.77kV试验步骤：（3）即B点应测量到1.77kV的电压。如果在B点测得的电压为1.77kV，则表明CVT的电容回路、中间变压器不存在问题。如果在B点测不到电压，则说明中间变压器存在断线故障，或是a1x1绕组被短接，导致电压不能反向传递。如果施加电压很低就出现电流很大，则可能是绕组匝间短路，或者氧化锌避雷器击穿导通。（4）从C2末端施加电压（最高可至2kV），测量电压和电流，计算阻抗值，如与C2的容抗值非常接近，则说明氧化锌避雷器击穿导通。（5）如果上述试验结果均正常，则故障原因可能是：与中间变压器一次侧并接的氧化锌避雷器击穿导通（在运行电压下击穿，在低电压下则正常）、中间变在运行电压下发生对地击穿故障，此时应对CVT进行解体检查处理。