廖敏航

摘 要：电容式电压互感器也称为CVT，是电力系统中重要的设备，逐渐替代了电磁式电压感应器，不仅绝缘强度高、抗谐振强度高，而且成本比较低。本文主要论述了电容式电压互感器的工作原理，并且重点对电容式电压互感器现场试验方法进行了分析和探究。

关键词：电容式电压互感器；现场试验方法；工作原理

中图分类号：TM451.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）23-0153-02

随着我国电力事业的不断发展，电力系统电压等级的提升，作为电压测量、继电保护兼作载波通讯的电容电压互感器也得到了快速发展。但近年来，电容式电压互感器现场试验问题很突出，给电力部门造成了不必要的人力、物力的浪费。而为了提高电力系统的安全性，必须对电容式电压互感器试验加以重视。

1 电容式电压互感器的工作原理

电容式电压感应器主要由电容分压器和电磁元组成组成，而电容分压器主要是由C1高压容器和C2中压电容器组成，如图1所示。

1.1 电容分压器

瓷套与若干耦合电容器也是电容分压器的组成部分，绝缘油主要存貯在瓷套里面，为了进一步提高油压力的稳定性，必须通过钢制波纹管来保持不同环境的平衡性。一般情况下，二次绕组的电压值是需要利用电容分压器的分压比进行计算的。在电容器与阻抗为并联的情况下，需要通过电容分压器低压端子与高压端子之间的电压和中间电压进行相除，其中得出的比值就是电容分压器的分压比[1]。当明确电容分压器的分压比之后，再利用系统电压与其分压比进行相除，这样就可以得出二次绕组的电压值。

1.2 电磁单元

电磁单元主要由补偿电压器、中间变压器与阻尼装置等部件构成。中间变压器主要在密封油箱内。由于油箱的顶端有氮气，所以在一定程度上可以阻止绝缘系统与外部空气进行接触，与此同时，如果在变压器油受热膨胀时，就会使氮气层压缩，具有储油柜的作用。在电压互感器内经常会有铁磁谐振发生，一般情况下会使用阻尼装置抑制谐振。阻尼装置主要是跨接在二次绕组上，其抗组较高，功率消耗很小，因此对电容电压互感器带来的影响可忽略不计。若有谐振发生，电抗器会迅速进而深入饱和状态，可耗尽震荡的能量，进而可有效的抑制谐振。

2 电容式电压互感器的现场试验方法

2.1 试验绝缘电阻

电容式电压互感器从安装到运行这一过程中，十分容易受到大气等条件的影响，加之受到内部通电的影响，会对绝缘套管造成严重破坏。因此，必须对互感器的绝缘电阻进行试验。一般来说，采用绝缘电子表是测试设备比较常用的方法。由于电容式电压互感器在绝缘方面存在着一定的缺陷，如受潮严重，通过绝缘电阻测量可以将此情况较准确的反应出来。在测量过程中，需要打开二次出线端的接地线，接线方法分别对以下供电变压器、电抗器低压端对地、二次绕组之间对及分压器低段对地进行测试，可以得到比较可靠且准确的数据。在测试的过程中，需要特别注意110kV及以上等级电压所需的电阻表电压等级一般都必须在2500v以上测试。而二次绕组所运用的电压等级为2500v测试，试验品的绝缘电阻是加压1分钟后电阻表所测试得到的数值。通过试验可对绝缘性能进行一定的了解，但为了整体把握绝缘方面的整体性能还，需要将以前出厂值的数据与测试电容式电压互感器所得到的数据进行对比。

2.2 一、二次线圈和阻尼电阻的支流电阻测量

通常情况下，都会采用单双臂电桥对电容式电压互感器的一、二次线圈和阻尼电阻进行直流电阻测量。一次直流电阻测量精度对一次绕组顶端有引出头的电容式电压互感器。而阻尼电阻测量仅对二次绕组中有阻尼电阻符合测试条件的电容式电压互感器。需要特别注意的是，由于在试验过程中，如果突然断线就会出现放电的情况，会阻碍测试验的顺利进行。因此，当采用双臂电桥对二次线圈进行测试时，N点一定要接地，如果没有使N点接地，在二次线圈测试过程中，就十分容易出现放电的想象。

2.3 测试电压比

在实际测量过程中，难以确保电压比与定额电压比的准确性。其主要原因有很多。例如，电容式电压互感器在安装中可能会受到碰撞使其内部元器件变形或者脱落等。如果出现这种情况，就会导致测量中出现误差，因此这就需要对电压比进行检查。一般都会采用智能变比测试仪进行测试。在电业工作部门中，智能变比测试仪是其比较理想的测试仪器，而且也是被广泛采用的测量设备。在对电压比进行测试前，必须要断开2次引出线段的接地线，然后在进行二次绕组的测试。与此同时，还要设置好参数定比的智能变比测试仪，在测试中，难免会出现误差，为了确定误差值是否在规程允许的范围内，还需要将验被试验品设备的数据与该设备的铭牌资料对比。

2.4 电容式电压互感器现场介损测量接线

介损测量作为重要的方法之一，其应用频率相对较高，但在实际测量过程中极易出现数据偏大、偏小等问题，从而降低了测量准确性。经调查发现，这一测量方法受诸多因素的影响，常见的有电压互感器零部件、接地地点选择、周围电场、仪器摆放位置、天气因素等。在明确其影响因素基础上，实践中应采取针对性的措施，以此保证测量精准[2]。

如图2所示，主要是测量C1与C2的整体介损与电容量，但是在具体测量中，由于存在电磁元，因此使其测量结果产生了偏小的误差，而且也很容易使其出现负值。如图3所示，虽然与图2接线的方式类似，但是把中间变压器的尾端进行接地时，最后的测量结果相对于图2而言更小，像这样的情况更容易出现负值。可见，中间电磁元是其产生误差的主要原因。

而图4主要是把试验变压器外壳对地绝缘，但并没有将变压器高压的两端进行接地。遇到这样的情况，要想保证测试中操作人员的安全，减少测量中的误差，就必须采用全绝缘试验变压器，并使变压器外壳对地绝缘，使桥体也接地。

再如，图5、图6是常规的接线法。一般来说，这种接线方式比较适合分装式电容式电压互感器或具有中压抽头的电容式电压互感器介损及电容量的测量。虽然在测量过程中，这两种接线都带有电磁单元。但由于和试验电源并联，电磁单元仅是增加了电源的容量，其电流不会经过测量回路。因此，对最后的测量结果并不产生影响，也不会产生测量的误差。

此外，在测量过程中要尽量选择适合的位置，保证介损仪平稳，并观察一起接地端是否可靠接地。再者，在测量过程中要关注天气状况，保证湿度处于合理值范围内，并要选取适合的抗干扰方法，降低电场的影响。

3 结语

总而言之，随着电力行业的不断发展，电容式电压互感器在电力系统中也的得到了更广泛的应用，而且对电力系统产生了越来越重要的影响。因此，必须对电容式电压互感器的应用加以重视，不断加强对电容式电压互感器试验的研究力度，最大限度提升其测量的精准度，提升电容式电压互感运行的可靠性，进而促使电力系统安全、高效、稳定的运行。

参考文献

[1]张红莲.一起110kV电容式电压互感器介损异常的原因分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（36）：124.

[2]苏陈云，黄震.特高压电容式电压互感器介损和电容测量方法分析[J].中国电力，2012，（4）：38-41.