电压互感器局部放电试验研究

摘 要：局部放电是造成电压互感器绝缘损坏的主要原因，积极开展电压互感器局放试验可预防重大电力事故，保证电力系统安全运行。文章以型号为JDZX3-15的电压互感器为试验对象，通过比较得出，检测系统增加隔离、滤波装置能大大降低电源的干扰；使用屏蔽实验室能有效隔离外界各种空间干扰，提高局放检测精度。

关键词：电压互感器；局部放电；电源干扰；屏蔽实验室

引言

电压互感器是电力系统中一种重要的特殊变压器，主要将交流大电压按比例降到可用仪表直接测量的数值，同时为继电保护和自动装置提供电源。其绝缘性能的好坏是判定互感器状况的重要因素。研究证明，局部放电是造成高压电气设备绝缘损坏的主要原因之一，微弱放电的累积效应会使绝缘缺陷逐渐扩大，最终出现击穿、爆炸现象。积极开展互感器局部放电试验对及时发现互感器中的绝缘弱点和缺陷，保证电力系统安全运行具有重要意义。2015年5月，五凌电力公司与华北电力大学合作，选取公司电厂中有代表性的电压互感器，对局放试验进行了学习，并对现场试验中部分干扰的抑制及屏蔽实验室的搭建进行了研究。

1 电压互感器现场局部放电试验

1.1 系统构成及接线

我公司进行电压互感器局放测量时，采用传统的脉冲电流法，由三倍频发生器和试验变压器在试品的高压端提供试验电压，通过无局放耦合电容器和输入单元将局部放电信号取出并送至局部放电检测仪显示、判断和测量。系统接线原理如图1。

其中：三倍频发生器型号为GOZ-SBF；无局放试验变压器及耦合电容器参数分别为50KV/10KVA及1000pF/100kV；外同步模块型号为HCTX-06A；输入单元型号为HCPD-1-3；局放测试仪型号为HCPD-9108；被试电压互感器型号为JDZX3-15。

1.2 试验程序

局放试验可结合感应耐压试验进行，即在耐压60s后不将电压回零，直接将电压降至局放测量电压进行30s局放测量；如单独进行局放试验，则先将电压升至预加电压（一般是感应耐压的80%），停留10s后，将电压降至局放测量电压进行局放测量。

电压互感器的局放试验程序和允许放电水平遵循《电力设备局部放电现场测量导则》中的规定。测量前，检查试品螺栓及其紧固件应无任何松动现象，将周围悬浮的金属物远离或接地，减少尖端，使用屏蔽罩减小电晕放电的干扰。

1.3 现场试验

公司在现场局放试验中，采用放射性单点接地，主要针对是否加入电源滤波器及隔离变压器进行了两组试验，研究了电源滤波、隔离装置对电压互感器局部放电的影响。

试验系统中的局放检测仪及试验变压器均与配电网相连的，当电网电能质量差时，电网中各种高频信号均能进入试验线路干扰检测结果。如在试验系统电源侧接入电源滤波器、隔离变压器，将配电网中的高频谐波滤除，将大大减小电源电压波形畸变。二者同时使用，干扰抑制效果更好。

1.3.1 无隔离、滤波装置。局放系统回路如图1，接通试验电源，未升压下测得背景噪声约100pC。《电力设备预防性试验规程》中规定，背景噪声≤被试品放电量最大允许值的50%，而被试品允许局部放电量最大为50pC，背景噪声远超允许范围，继续进行局放试验，放电波形淹没在干扰波形中，无法读取放电数据。

1.3.2 有隔离、滤波装置。试验主回路的三倍频发生器电源端增加了隔离变压器和电源滤波器，测量回路局放仪的电源端增加了隔离滤波器。接通试验电源后，测得背景噪声为10pC，说明通过电源进入测量系统的干扰得到显著抑制。继续升压，可以进行局放试验，但测得的结果不算太理想。检测系统增加隔离、滤波装置只是把电源的干扰降到最低，检测结果中依然含有空间干扰分量，要取得更好的检测结果，需建立具有良好屏蔽效果的屏蔽实验室，抑制各类电磁波干扰。

2 屏蔽实验室的建设

我公司搭建的屏蔽实验室完全符合《电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法》的规定，局放背景能达到2pC以下，接地电阻小于0.5Ω。

屏蔽室内设备电源采用低泄漏电流的电源滤波器，插入衰减能力与屏蔽室综合效能一致。局部放电试验系统的接地有单独的接地回路。屏蔽体与大地相连，形成电气通路，屏蔽地的电阻小于等于1欧，屏蔽壳体采用单点接地。屏蔽室内所有电气设备，包括辅助设备，外壳均接地，机房内保护地的地阻小于等于4欧。屏蔽室通风系统采用屏蔽室专用通风波导窗，其插入损耗与屏蔽室指标相应。

试验时所有设备均处于一屏蔽室内，局放试验回路中含隔离、滤波装置，接通电源，测得背景噪声为0.5pC，说明屏蔽实验室将外来的电磁干扰屏蔽在外，继续加压能取得理想的局放测试结果。

3 现场及屏蔽实验室局放数据对比

为了比较现场和屏蔽实验室不同条件下电压互感器局放检测结果的不同，我公司对碗米坡电厂5台发电机出口电压互感器分别进行了现场和屏蔽实验室的局放试验。对所有互感器进行耐压试验后，将电压值降低到局放电压测试值，30s内进行局放数据采集。具体试验数据如表1所示：

数据对比显示，现场与屏蔽实验室检测数据基本一致，但现场数据总比屏蔽实验室中数据稍大，原因是现场试验环境复杂，虽滤除了电源干扰，但存在的各种空间干扰（例：发电机励磁脉冲，无线电干扰信号）使放电量突变，极容易使经验不足的检测者对测试结果产生误判，因此，建立屏蔽实验室很有必要。另外序号为SP09141-5的电压互感器出现轻微的放电，将该不合格试品与其它合格试品组合进行平衡法测量，确认是其内部绝缘存在问题。

4 结束语

（1）现场局放试验中，在尽量排除其他干扰因素的前提下，对比有无滤波、隔离装置对局放试验的影响，结果显示，检测系统增加滤波、隔离装置能大大降低电源的干扰。（2）虽然电源滤波、隔离装置能大大改良局放检测结果，但现场环境中仍存在难以避免的空间干扰，经验不足的检测工作者很容易在读数时对检测结果产生误判，要从根本上消除空间干扰，获得满意的检测结果，需要建立屏蔽实验室。

参考文献

[1]DL/T417-2006.电力设备局部放电现场测量导则[S].

[2]DL/T596-1996.电力设备预防性试验规程[S].

[3]GB/T12190-2006.电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法[S].