第三部分 电流互感器介损测试精选.doc

三 电流互感器的介损测试 （一） 试验目的 高压电流互感器大量采用油纸绝缘及电容型绝缘，这类绝缘结构具有经济实用的优点。但当绝缘中的纸纤维吸收水分后，纤维中的β氢氧根之间的相互作用变弱，导电性能增加，机械性能变差，这是造成绝缘破坏的重要原因。受潮的纸纤维中的水分，可能来自绝缘油，也可能来自绝缘中原先存在的局部受潮部分，这类设备受潮后，介质损耗因数会增加。 固体绝缘材料如电瓷、胶木、树脂等，当表面或内部出现微小的裂缝或材质不纯，表面污染等。它们的介质损耗因数也会增大。 液体绝缘材料如变压器油，受到污染或劣化后，极性物质增加，介质损耗因数也会从清洁状态下的0.05%左右上升到0.5%以上。 除了用损耗因数的大小及变化趋势判断设备的绝缘状况外，电容量的变化也可以发现电容型设备的绝缘的损坏。如一个或几个电容屏发生击穿短路，电容量则明显增加。 由此可见，测量绝缘介质的介质损耗因数及电容量可以有效地发现绝缘的老化、受潮、开裂、污染等不良状况。 （二） 介质损耗因数的定义 绝缘介质在交流电压作用下的等值回路及相量图如图1-10所示。 图1-10等值回路及相量图 众所周知，在某一确定的频率下，介质可用确定的电阻与一确定的电容并联来等效，流过介质的电流由两部分组成，ICX为电容电流的分量，IRX为阻性的有功分量，介质的阻性分量产生有功损耗将引起绝缘的发热，同时介质也存在着散热，而散热跟体积有关，为此应测试，有功损耗与无功损耗的比值即介质损耗因数来判断绝缘状况。 Q=UICX P=UIRX 则==tg (1-11) 从公式（1-11）可以认为介质损耗因数即为介质损失角正切值tg。 （三） 几种典型介损测试仪的原理接线图 国外从20年代即开始使用西林电桥，到目前电桥已向全自动、高精度、良好抗干扰性能方向发展，比较经典的有三种原理即西林型电桥、电流比较型电桥及M型电桥。 下面分别作简要的介绍： 西林电桥的原理图1-11所示 图1-11 图中当电桥平衡时，G显示为零，此时= 根据实部虚部相等可得： tg=ωR4C4 Cx≈ （当tg＜＜1时） 根据R3、C4、R4的值可计算得出tg、CX的值。 从原理上讲，西林电桥测介质损耗误差很小，但由于分布电容是无所不在的，尤其是Cn必须有良好的屏蔽，当反接法时，必须屏蔽掉B点对地的分布电容，正接法时，必须屏蔽掉C点与B点间的分布电容，但由于屏蔽层的采用增加了C4、R4及R3两端的分布电容带来了新的误差，以R3正接法为例，R3最大值为1.11k左右，当分布电容达1000pF时，对介损的影响为0.3%，为了消除这一分布电容的影响，提高测试精度，试验室采用双屏蔽，原理如图1-12所示。 图1-12 Us电位自动跟踪S点电位，这样R3对地的分布电容电流为零，从原理上消除了杂散电容的影响，但采用这种方式不能用于反接法，因为S点电位是高压，在现场不可使用。 目前国内外典型的电桥有QS1型（现场用）、QS37型（试验室用）、瑞士2801型（试验室用）。 2 电流比较型电桥 电流比较型电桥的原理图如图1-13所示。 图1-13 图中T为环形互感器，通过调节K1、K2、K3使电桥达到平衡，即G的指示为零，根据磁路定律：1+2+3=0 根据实部虚部相等有：Cx= tg= 这种电桥因各绕组的等值阻抗较小，对地的分布电容影响很小，测试较为准确，由于T是一互感器，谐波及电晕电流的影响很小，在现场使用与试验室差别较大。这种电桥国内有QS30型等。 3 M型电桥 M型电桥的原理图如图1-14所示。 图1-14 这种电桥是利用标准臂产生的电容电流与试品的电容电流相抵消，余下的即为阻性分量，从而计算出介损值，具体分析如下： A=n·R4·k (k≤1) B=（RX+CX）R3 =A-B=n·R2·k-RX·R3-CX·R3 =(n·R4·k-CX·R3)-RX·R3 由于n与CX均超前于900为同相分量。 当In·R4·k=Icx·R3 (1-12) W有最小值，此时W=IRX·R3 (1-13) 通过（1-12）式可得Icx= （1-14） 其中，k与R4动触头的位置有关，当W调至最小值时，可以通过特有回路测得，这样可测得Icx值，同时可得到电容量的值。 通过（1-13）式得IRX= (1-15) 那么，tg= 可以算出tg值。 由于R3、R4阻值较小，最大值为100，杂散分布电容的影