一种带有屏蔽电容的高压电容分压器的研究

摘 要：本文对一种带有屏蔽电容器的高压电容分压器的技术与结构进行研究，并介绍一种带有屏蔽电容器的高电容分压器。

关键词：屏蔽电容；高压电容分压器；复合套筒组件

中图分类号：TM83 文献标识码：A

高压电容分压器是电容式电压互感器（简称CVT）的主要组成部件，它与电磁单元组合构成CVT。CVT用于高压输变电系统中作电压、电能测量、计量和继电保护，电容分压器的精度直接决定CVT精度等级。随着电力事业的快速发展，对高压电力系统线路的测量、计量，继电保护的精度等级和准确性要求也越来越高，但高压电力系统中的高压引线及邻近带电设备引起的电磁干扰和杂散电容与电容分压器之间形成的分布电容电流，严重影响传统电容分压器的分压比精度，也制约CVT的精度等级的提高。

针对上述存在的问题，我们对带有屏蔽电容的高压电容分压器进行可行性研究，即是在常规的电容分器外部安装屏蔽电容， 以分离高压电力系统中的高压引线及邻近带电设备引起的电磁干扰和杂散电容与电容分压器之间形成的分布电容电流，保证电容分压器的分压比不受高压引线及邻近带电设备引起的电磁干扰和杂散电容的影响，也即为提高CVT的精度等级，保证输变电网的测量、计量和继电保护的准确性及可靠安全性，其原理见图1。主电容C1、分压电容C2构成高压电容分压器，（C1+C2）/C1即为高压电容分压器分压比。

我们通过沿主电容外周均匀对称布置数个屏蔽电容，单节屏蔽电容总量与主电容分压器的总电容量相同，通过试验测得杂散电容电流减小约一个数量级，通过调节各屏蔽电容器的位置，使沿屏蔽电容轴线的电位呈线性分布，可以将杂散电容电流进一步减小到很小的数值，屏蔽电容器与主电容分压器完善的等电位屏蔽，保证电容分压器的分压比误差减小约一个数量级。

采取沿主电容分压器外周均匀对称布置一系列辅助电容的等电位屏蔽措施，大幅度减小从主电容分压器流出或流入的杂散电容电流，极大地削弱因高压引线及相邻电气设备造成的邻近效应的影响，提高电容分压器的分压比精度，从而大幅度提高CVT的测量精度。查阅相关报导，CVT产品在运行时邻相电气设备带电引起的附加误差最大，传统CVT的附加误差为2.7‰，其它如接地或悬浮时所引起的附加误差基本上可以忽略不计，因此，由带屏蔽电容的电容分压器制作的CVT误差基本不受干扰。屏蔽效果与主电容和屏蔽电容量有关，主电容和屏蔽电容越大，屏蔽效果越好。理论上主电容与屏蔽电容量存在一个临界值； 等电位屏蔽可以大幅度降低主电容与屏蔽电容之间的径向电场强度，对于制造高精度CVT提供了可靠保证。

为了进一步验证上述原理的可行性，我们以1000kV特高电压带屏蔽电容的电容分压器说明其结构，如图2。从上至下由一节顶部套筒组件8、两节中间套筒组件9、一节底部套筒组件10共4节密封复合套筒组件组成，每节复合套筒组件分别包含有主电容器1和屏蔽电容器2。其中，中间两节套筒的结构及安装方式完全相同；在每节复合套筒3内还设置主电容连接绝缘子4、屏蔽电容支撑法兰5、联接梅花触头6，每节套筒组件间联接设置有端部密封联接法兰7； 顶部及底部套筒组件由于其所处位置及功能的不同而具有各不相同的结构及安装方式。电容分压器的顶部及相邻两节套筒连接处均装有均压环， 电容分压器底部由油箱支撑。

通过应用上述特高压带屏蔽电容的电容分压器与电磁单元组成的CVT，精度可达0.1级，可以实现1000kV特高压线路中电压测量、计量，继电保护的准确性和可靠性，避免了因高压引线及邻近带电设备引起的电磁干扰和杂散电容与电容分压器之间形成分布电容电流引起的附加误差及误差的不稳定性，保证了CVT产品的精度等级，提高了产品的稳定性。

结语

带有屏蔽电容的高压电容分压器，由于在主电容分压器周围加一圈屏蔽电容，使在运行中其它高压设备的电磁干扰、杂散电容产生的分布电容电流从屏蔽电容流过，从而主电容分压器的分压比不受外界影响，保证主电容器的电容分压比的精度要求和稳定性要求，为制造高精度、运行可靠的CVT提供保证。

参考文献

[1]高景明.一种电容补偿型高压电容分压器的设计[J].高电压技术，2007，06.

[2]周泽存，沈其工.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，2007，02.