电压互感器三倍频感应耐压试验详解

35
66
110
220
3
4
5
8
试验仪器、设备的选择（补偿电感） 由于电压互感器感应耐压试验时呈容性 负荷状态，为减少实验设备容量、避免倍频 谐振，故应根据电压互感器不同电压等级在 其二次绕组或辅助绕组接入补偿电感。补偿 电感的选择原则是在试验频率下，被试电压 互感器仍呈容性。
试验仪器、设备的选择（补偿电感）
为了有目的的选择补偿电感，试验前应对电压互感 器辅助绕组加150Hz电压至额定电压100V，读取电 流 ，确定加压线圈的输入容抗值，然后按经验公式选 择补偿量，使补偿达到预期效果。输入容抗值应按下式 计算，即
u 1 u u d x d X c = * 2 = udxd i k 3 i u d x d u d x d
案例解答
（1）确定高压侧试验电压，根据规程规定试验电压为出厂 试验的80%，即
U x = 9 5 * 8 0 % = 7 6 ( k V )
（2）计算变比K为：
K = ( 3 5 /3 ) / ( 0 . 1 / 3 ) = 6 0 6 . 2
（3）不考虑“容升”时辅助绕组应施加的电压为
U s = 7 6 0 0 0 / 6 0 6 . 2 = 1 2 5 . 4 ( V )
现场试验步骤及要求
（二）试验步骤 （3）接通三相电源，合上电源开关，从零（或接 近与零）开始升压，试验过程中密切观察电流表 和电压表的变化情况，观察电压波形是否平滑。 升压速度在75%试验电压以前可以是任意的， 在75%试验电压开始应以每秒2%试验电压的 速率升压至试验电压，开始计时。 （4）耐压结束后，迅速降压到零（或接近于零）， 然后切断电源。使用放电棒对被试电压互感器放 电，拆除试验接线，试验结束。
试验结果分析及试验报告编写
（一）试验结果分析 1、试验标准及要求 感应耐压试验，试验电压频率可以比额定电压频率高， 以免铁芯饱和，感应耐压时间应为1min。若试验频率超 过两倍频率是，其试验时间可少于1min，并按下式计算， 最少15S，即
2 fn t= *60(s) fs
式中t——试验时间，s fn——额定频率，Hz fs——试验频率，Hz
危险点分析及控制措施
1、防止高空坠落
在室外互感器上作业 应系好安全带。 2、防止高处落物伤人 高处作业应使用工具 袋，上下传递物件应 用绳索拴牢传递，严 禁抛掷。
危险点分析及控制措施 3、防止工作人员触电 拆、接试验接线前，应将被试设备对地 充分放电，以防止剩余电荷、感应电压伤人 及影响测量结果。测试前与检修负责人协调， 不容许有交叉作业，试验接线应正确、牢固， 试验人员应精力集中，试验设备应可靠接地。
电压互感器感应耐压试验目的
故给铁芯施加1.3倍额定值以上的工频激 励电压是行不通的，只有提高励磁电源频率 来提高绕组匝间电压，才能达到预期的电压 （一般感应耐压试验频率为100、150、 200Hz，是工频的整数倍，故称为倍频感应 耐压试验）。从二次侧施加频率高于工频的 试验电压，一次侧感应出相应的试验电压， 电压分布情况与运行时相同，且高于运行电 压，达到了考核电压互感器纵绝缘的目的。
试验前准备工作
3、办理工作票并做好试验现场安全和技术措施 向其余试验人员交代工作内容、带电部位、 现场安全措施、现场作业危险点，明确人员分工 及试验程序。
现场试验步骤及要求
（一）试验接线 试验时，电压互感器外壳、铁芯、二次绕组、 辅助绕组及一次绕组尾端接地。一般35KV电压 互感器可从二次绕组加压，110KV及以上电压 互感器可从辅助绕组施加电压，在辅助绕组加压 所需的试验容量比从二次绕组加压时要小，同时 电压互感器容量大时可利用二次绕组甲补偿电感， 也可将二次绕组和辅助绕组串起来加压效果回更 好，电压互感器三倍频感应耐压试验原理接线如 图所示。
试验前准备工作
1、了解被试设备现场情况及试验条件 查阅相关技术资料，包括该设备历年试验数 据及相关规程等，掌握该设备运行及缺陷情况。 2、试验仪器、设备准备 选择合适的三倍频变压器（或变频发生器）、 补偿电抗、测试线、温（湿）度计、放电棒、接地 线、梯子、安全带、安全帽、电工常用工具、试验 临时安全遮栏、标示牌等。
电压互感器感应耐压试验目的
变压器、电磁式电压互感器等绕组类电 气设备进行工频耐压试验只能检验其绕组的 主绝缘，即绕组与绕组之间、绕组对箱壳和 铁芯对地部分的绝缘，而绕组的匝间、层间 纵绝缘部分未能受到检验。随着电压等级的 提高，线圈类电气设备的匝间绝缘相对比较 薄弱，于是对匝间绝缘的考验就显得极其重 要。因为在额定频率下，施加1.2倍的额定 电压时，铁芯磁通将达到饱和，励磁电流将 急剧增加。
电压互感器三倍频 感应耐压试验
目录
1 2
电压互感器的基本原理和作用 试验的的作用和目的 试验仪器、设备的选择 危险点分析及控制措施
3
4 5 6
现场试验步骤及要求
试验结果分析及试验报告编写
电压互感器的基本原理和作用
电压互感器是一个带铁心的变 压器。它主要由一、二次线圈、 铁心和绝缘组成。当在一次绕组 上施加一个电压U1时，在铁心中 就产生一个磁通φ，根据电磁感应 定律，则在二次绕组中就产生一 个二次电压U2。改变一次或二次 绕组的匝数，可以产生不同的一 次电压与二次电压比，这就可组 成不同比的电压互感器。
U1
N1
N2
U2
电压互感器原理图
电压互感器的基本原理和作用
二、电压互感器的作用 电压互感器将高电压按比例转换成低电压， 即100V，电压互感器一次侧接在一次系统，二 次侧接测量仪表、继电保护等。 1.将电力系统的一次电压按一定的变比缩小 为要求的二次电压，供各种二次设备使用。 2.使二次设备与一次高压隔离，保证人身和 设备的安全。
试验注意事项
（1）被试电源互感器各绕组、底座、铁芯均应接 地。 （2）使用三倍频变压器时，因装置铁芯采用过励 磁原理，使用时间最好不要超过1min。 （3）使用变频变压器时，上限频率不应超过 300Hz，以免电压互感器铁芯过热。 （4）采用补偿电感时，补偿后试品必须呈容性， 以免发生谐振。 （5）试验现场常采用分压器测量一次电压，其线 圈尾端须接地。
试验仪器、设备的选择（三倍频发生器）
一、试验电源频率的选择
在电压互感器感应耐压试验时，施加在 互感器绕组上的试验电压高于运行电压倍数， 要满足试验要求使铁心不过励磁，只能提高 试验电源频率，工程中选择三倍频变压器一 般就可以满足电压互感器感应耐压试验的要 求。
试验仪器、设备的选择（三倍频发生器）
（4）考虑“容升”时辅助绕组实际应施加的电压，计算得 出： 7 6 0 0 0 = 1 2 3 . 5 ( V ) 6 0 6 . 2 ( 1 + 0 . 0 3 )
现场试验步骤及要求
电压互感器三倍频感应耐压试验接线图
现场试验步骤及要求
（二）试验步骤 （1）对电压互感器进行放电，将其高压端接地、 拆除所有引线。合理布置试验设备，试验设备外 壳应可靠接地。油浸式电压互感器、干式电压互 感器铁芯须接地。 （2）按图进行接线，接线完毕后，认真检查接线， 调整、检查操作箱保护装置，用万用表测量三相 电压。
试验仪器、设备的选择（三倍频发生器）
三、试验电压的选择
ux 即 Us= （ k 1+k'） 式中： U s ——低压侧试验电压，V；
u
x ——高压侧试验电压，V；
——电压互感器变比； ——容升修正系数。
k
k'
试验仪器、设备的选择（三倍频发生器）
电压互感器感应耐压试验容升修正系数
电压互感器电压 等级(Kv) 容升修正系数 （%）
高压电气试验的的作用和意义
有关统计，电力系统60％以上的停电事 故是由设备绝缘缺陷引起的。设备绝缘的劣 化，都有一个发展期，在这个发展期，绝缘 材料会发出一些物理，化学信息，这些信息 反映出绝缘状态的变化情况。这就需要电气 试验人员通过电气试验，了解掌握绝缘情况， 以便在故障发展的初期就能够及时准确发现 缺陷并处理。电压互感器作为重要的一次设 备在电力系统中发挥着重要的作用。保障电 压互感器及其二次回路的稳定运行至关重要。
二、三倍频发生器输入电压的选择 三倍频发生器输入电压高低很关键。输入电 压太低，三倍频发生器输出3次谐波含量低，导致 输出电压低；输入电压太高，三倍频发生器3次以 上谐波高，输出波形变差，输出效率变低。当输 入电压不合适时，可使用调压器调节合适的励磁 电压。
试验仪器、设备的选择（三倍频发生器）
三、试验电压的选择 电压互感器感应耐压试验时，试验电压频率较 高，被试互感器为容性负荷，为了避免“容升” 的影响，一般要求试验电压在高压侧测量。若在 低压侧测量，应考虑“容升”问题，此时低压侧 施加的试验电压应按下式计算，
式中
Xc u udxd
——输入容抗值， ； ——辅助绕组额定电压，V；
试验仪器、设备的选择（补偿电感）
iu d x d
——辅助绕组电流，A；
——辅助绕组和二次绕组额定电压比值， 补偿电感的电抗值 应按下式选取
k
X = X + ( 0 . 5 ~ 2 ) L c
然后按下式将感抗值 换算成补偿电感量，即
试验结果分析及试验报告编写
（二）试验报告单编写 试验报告编写应包括被试设备运行编号、试 验时间、试验人员、天气情况、环境温度、湿度、 使用地点、电压互感器参数、试验结果、试验结 论、试验性质（交接试验、预防性试验）、试验 设备的型号、出厂编号、备注栏应写明其他需要 注意的内容。
案例
一台电压互感器型号为JDZX9-35， 3 5 /3 / 0 . 1 /3 / 0 . 1 /3 / 0 . 1 / 3 其额定电压 ，出厂 试验电压为 95Kv，现要求采用三倍频 进行感应耐压试验，试验时在辅助绕组 施加电压问实际施加在辅助绕组的试验 电压为多少伏才能满足试验要求。