互感器试验及测试方法(kd教学版)1.doc

互感器试验及测试方法（第二版）董洪革保定天威互感器有限公司二0一二年二月前 言各位专家领导、各位同事，大家好，今天在这里和大家一起共同学习互感器试验及测试方法的相关知识。由于准备时间仓促，材料组织方面难免有不妥之处，请大家见谅。意在通过这次学习能起到抛石引玉的效果，使大家对互感器产品的试验及测试技术能有一些了解。通过共同学习，完善测试条件，提高测试水平，进而更好的控制产品质量，确保互感器产品安全、可靠的运行。使单位获得最大的经济效益和社会效益。目 录1 互感器相关标准2 试验分类及试验项目2.1 电流互感器（GB 1208中第7章）2.2 电压互感器（GB 1207中第8章）2.3 组合互感器（GB 17201中第7章）3 互感器试验导则 第1部分：电流互感器3.1试验项目3.2 试验顺序3.3 一般试验条件4 电流互感器试验要求及测试方法4.1 密封性能试验4.2 端子标志检查4.3 绝缘电阻测量4.4 一次绕组段间工频耐压试验4.5 二次绕组（及地、末屏对地）工频耐压试验4.6 电容量和介质损耗因数测量（工频试验前）4.7 一次绕组的工频耐压试验4.8 电容量和介质损耗因数测量（工频试验后）4.9 匝间过电压试验4.10 误差试验4.11 局部放电测量4.12 直流电阻测量4.13 保护级绕组伏安特性（励磁特性）及复合误差（间接法）测量4.14 绝缘油性能试验4.15 SF6气体微量水分测定5 互感器试验导则 第2部分：电压互感器5.1试验项目5.2 试验顺序5.3 一般试验条件6 电压互感器试验要求及测试方法6.1 密封性能试验6.2 端子标志检查6.3 绝缘电阻测量6.4 直流电阻测量6.5 二次绕组及一次绕组接地端子工频耐压试验6.6 电容量和介质损耗因数测量6.7 一次绕组的外施工频耐压试验6.8 感应耐压试验6.9 励磁特性试验及空载试验6.10 误差测量6.11 局部放电测量6.12 绝缘油性能试验6.13 SF6气体微量水分测定1 互感器相关标准首先跟大家介绍以下从事互感器生产经营活动中所必须遵循的现行国家标准。这些标准系统的、全面的规范了互感器产品从开发设计、生产制造、质检检测到最终的交接运行整个过程的具体技术要求，是必不可少的，也是必须严格遵守执行的。部分企业为了提高产品质量，树立企业形象，在国家标准的基础上，编写了相应的企业标准（也叫内控标准），对互感器产品检测提出更高指标的要求，如误差、介损、局放及绝缘油性能指标。更有些企业在此前提下提出：“争创优等品，确保一等品，消灭合格品。”的口号。主要标准有：GB 1208-2006 电流互感器GB 1207-2006 电压互感器GB 17201-2007 组合互感器GB/T 22071.1-2008 互感器试验导则 第1部分：电流互感器GB/T 22071.2-2008 互感器试验导则 第2部分：电压互感器GB 50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准JJG 1021-2007 电力互感器检定规程2 试验分类及试验项目2.1电流互感器（GB 1208中第7章）本标准所规定的试验分为型式试验、例行试验和特殊试验。型式试验：对每种型式的一台互感器所进行的试验，用它验证按同一技术规范制造的互感器均满足除例行试验外所规定的要求。注：在一台互感器上进行的型式试验，对具有较少差别的互感器也可认为是有效的。但此差别应经制造方与用户协商同意。例行试验：每台互感器都应承受的试验。（即我们所说的出厂试验）特殊试验：一种既不同于型式试验也不同于例行试验的试验，它是由制造方同用户协商确定的。2.1.1 型式试验下列试验为型式试验a）短时电流试验b）温升试验c）额定雷电冲击试验d）操作冲击试验e）户外式互感器的湿试验f）无线电干扰电压（RIV）测试g）绝缘热稳定试验h）误差测定除另有规定外，所有绝缘型式试验应在同一台互感器上进行。互感器在经受本条规定的绝缘型式试验后，应经受下条规定的全部例行试验。2.1.2 例行试验每台互感器均应进行下述试验a）端子标志检验b）一次绕组工频耐压试验c）局部放电测量d）二次绕组工频耐压试验e）绕组段间工频耐压试验f）匝间过电压试验g）电容量和介质损耗因数测量h）绝缘油性能试验i）密封性能试验j）误差测定试验顺序未标准化，但误差测定应在其它试验后进行。一次绕组的重复工频耐压试验应以规定试验电压值的80%进行。2.1.3 特殊试验下列试验按制造方同用户之间的协议进行。a）一次绕组截断雷电冲击试验b）多次截断冲击试验c）机械强度试验d）传递过电压测量3 互感器试验导则 第1部分：电流互感器（GB/T 22071.1）3.1试验项目型式试验、例行试验及特殊试验项目按GB 1208中第7章的规定。为了方便供需双方判定产品的状态，本标准增加了GB 1208中并未规定的下列试验项目：工频耐压试验之前的绝缘电阻测量；保护级（P级）绕组的伏安特性（励磁特性）测量；3.2 试验顺序判断互感器是否通过了某一型式试验项目，通常需要对此项型式试验前、后的某些例行试验项目进行测试比较。因此，一般是先进行规定的例行试验项目，再进行规定的型式试验项目和特殊试验项目，然后再重复进行规定的例行试验项目。3.3 一般试验条件本章是对一般试验的要求，如试验项目中无具体的规定应按本章执行。试验应在装配完整的产品上进行。试品的温度与环境温度应无显著差异。除另有规定，试验时的环境温度为540。试验场所不得有明显的外部电磁场影响。试验场地应具有单独工作接地和保护接地。并设置保护栅栏。试品与接地体或邻近物体的距离，一般应大于试品高压部分与接地部分的最小空气距离的1.5倍。4 电流互感器试验要求及测试方法（借鉴一些制造厂的实际经验，确定了例行试验的试验顺序）4.1 密封性能试验4.1.1 油浸式互感器密封性能试验必须在清洁的产品上进行，试验场地应无明显油污。按电压等级及有无金属膨胀器装置施加不同压力的干燥空气（氮气）或油，达到规定维持压力的时间，最小剩余压力应不小于规定值。同时检查产品是否有渗漏油现象。4.1.2 SF6气体绝缘互感器气体绝缘互感器的密封性能试验一般采用扣罩法，用塑料袋将其密封，一段时间后，用SF6定量检漏仪测试密封部位的SF6气体浓度，再根据相关公式计算出该产品的年泄露率。4.2 端子标志检查4.2.1 标志方法接线标志应清晰、牢固，并标在端子表面或其近旁处。标志应由字母及字母后的数字和字母前的数字（必要时）组成。字母应为大写印刷体。4.2.2 标志内容电流互感器的端子标志应如下所示a）一次绕组一匝：P1 P2；只有一个二次绕组，且无中间抽头：S1 S2b）一次绕组一匝：P1 P2；只有一个二次绕组，有中间抽头：S1 S2 S3c）一次绕组两匝：P1 C2；C1 P2；只有一个二次绕组，且无中间抽头：S1 S2d）一次绕组一匝：P1 P2；有两个二次绕组，且无中间抽头：1S1 1S2；2S1 2S24.2.3 极性关系标有P1、S1和C1的所有端子，在同一瞬间具有同一极性。4.2.4 极性检查互感器的一次绕组与二次绕组出线端子字母标志要正确、清晰。互感器一次绕组与二次绕组之间的极性为减极性。 a）直流检验法：电池的正极接在一次绕组P1端，负极接在一次绕组的P2端；直流电压（流）表的正极接在二次绕组的S1端，负极接在二次绕组的S2端。接通开关瞬间，电压（流）表的指针向顺时针方向摆动则互感器极性正确，为减极性。b）用误差校验仪检验互感器出线端子的极性。4.3 绝缘电阻测量4.3.1 试验要求在工频耐压试验之前，一次绕组对二次绕组及地、二次绕组间及对地、地（末）屏对地之间均应进行绝缘电阻测量。互感器绝缘电阻测量是为了检验产品绝缘的干燥处理程度，产品装配完毕注油后总体绝缘以及各电流互感器绕组出线之间绝缘表面不清洁等缺陷。4.3.2 试验设备绝缘电阻表或兆欧表。注：对额定工频耐受电压为3kV的绝缘，可采用1000V绝缘电阻表（兆欧表），若额定工频耐受电压大于3kV的绝缘，应采用2500V绝缘电阻表（兆欧表）。4.3.3 试验方法测量前先将兆欧表进行一次开路和短路试验，检查兆欧表是否良好。在测试前后对被测互感器应进行充分放电，以保障设备及人身安全。首先将互感器一次绕组、二次绕组的出头均分别短接，将兆欧表放在水平位置，然后将兆欧表上线路端（L）接在被测绕组上，地线端（E）接在其他绕组及金属底座或箱壳上。以大约120圈/分钟的转速，均匀转动，历时1min，同时记录环境温度和湿度。4.4 一次绕组段间工频耐压试验当一次或二次绕组分为两段或多段时，段间绝缘的额定工频耐受电压应为3kV（方均根值）。主要时一次绕组为两段，即P1-C2；C1-P2两段，一次绕组可进行串并联结构变换。4.4.1试验线路一次绕组段间进行工频耐压试验时，试验电压应施加在短接的一次绕组一段端子与一次绕组另一段端子之间，这时一次绕组另一段端子应接地。底座、箱体（油箱）和铁心（如果有一个专用的接地端子）和所有二次绕组均应连在一起接地。4.4.2 试验方法在确定设备线路无误后，施加电压应由机械零位开始缓慢升高电压，加到规定的试验电压值后维持60s，然后降到30%规定试验电压以下后再切断电源。（建议调压器归零后再切断电源）4.4.3 判定若无击穿现象，则试验合格。4.5 二次绕组（及地（末）屏对地）工频耐压试验互感器二次绕组之间及对地的绝缘的额定工频耐受电压应为3kV（方均根值）。对设备最高电压Um40.5kV，且采用电容型绝缘结构的电流互感器，其地（末）屏对地应承受额定短时工频耐受电压5kV（方均根值）。4.5.1 试验线路a）二次绕组工频耐压试验：二次绕组分别短接，试验电压应分别施加在短接的一个二次绕组与其它二次绕组和地之间，这时底座、箱体（油箱）和铁心（如果有一个专用的接地端子）应接地。b）地（末）屏对地工频耐压试验：二次绕组分别短接接地，试验电压应施加在电容型绝缘结构的电流互感器的地（末）屏端子上，这时底座、箱体（油箱）和铁心（如果有一个专用的接地端子）应接地。4.5.2 试验方法在确定设备线路无误后，施加电压应由机械零位开始缓慢升高电压，加到规定的试验电压值后维持60s，然后降到30%规定试验电压以下后再切断电源。（建议调压器归零后再切断电源）4.5.3 判定若无击穿现象，则试验合格。4.6 电容量和介质损耗因数测量（一次绕组的工频耐压试验前）用来确定互感器绝缘的质量状态，发现生产中可能出现的局部或整体缺陷，并作为产品是否可以继续进行绝缘强度试验的一个辅助判断手段。同时向用户提供出厂前的电容介质损耗因数的实测数据。本技术要求仅适合于设备最高电压Um40.5kV的油浸式电流互感器一次绕组的绝缘。电容量和介质损耗因数（tan）应是指在额定频率和电压范围为10kV到Um/的某一电压值下的测量值。（工频耐压试验前只在10kV电压下测量）注：1. 本试验的目的是检查产品的一致性。允许变化的限值可由制造方和用户协商确定。2. 介质损耗因数取决于绝缘结构，且与电压和温度两个因数有关。3. 非电容型绝缘结构的电流互感器不需考核电容量，4. 干式（合成）绝缘电流互感器的介质损耗因数可由制造方和用户协商确定。4.6.1 试验条件相对湿度不大于60%试品温度为10304.6.2 试验方法a）非电容型电流互感器：试验电压应施加在短接的一次绕组端子与地之间，短接的二次绕组接入测试电桥（介损仪），金属底座或箱体接地。b）电容型电流互感器：试验电压应施加在短接的一次绕组端子与地之间，短接二次绕组和金属底座或箱体接地，电流互感器的地（末）屏接入测试电桥（介损仪）。正接法c）电容型电流互感器的地（末）屏介质损耗因数测量时，试验电压应施加在地（末）屏端子上，短接的一次绕组端子、短接二次绕组和金属底座或箱体接地并接入测试电桥（介损仪）。反接法4.6.3判定各种绝缘结构的电流互感器介质损耗因数的允许值见下表： 油浸式电流互感器的介质损耗因数绝缘结构设备最高电压Um，kV测量电压，kV介质损耗因数允许值（tan）电容型绝缘550Um/0.004363Um/0.005非电容型绝缘40.5100.01540.5100.02注：对采用电容型绝缘结构的电流互感器，制造方应提供测量电压为10kV下的介质损耗因数值对于Um252kV的电流互感器，在0.5 Um/到Um/的测量电压下，介质损耗因数（tan）测量值的增值不应大于0.001。对于电容型绝缘结构的电流互感器的地（末）屏，在测量电压为3kV下的介质损耗因数（tan）允许值不应大于0.02。4.7 一次绕组的工频耐压试验4.7.1 试验条件被试品与接地体或邻近物体的距离应不小于试品高压部分与接地部分之间最小空气距离的1.5倍。试验场所的相对湿度应小于80%。4.7.2 试验线路一次绕组进行工频耐压试验时，试验电压应施加在短接的一次绕组端子与地之间。短接的所有二次绕组端子、底座、箱体（油箱）和铁心（如果有一个专用的接地端子）均应接地。如有地（末）屏，应将其同底座或箱体（油箱）连接并接地。4.7.3 试验方法在确定设备线路及电源波形无误后，对试品施加电压。加压时，应从机械零位开始缓慢升高电压，观察仪表升压数值。在升至75%试验电压后，以每秒2%试验电压的速度升压至短时工频耐压的试验值，维持60s，然后降到30%规定试验电压以下后再切断电源。（建议调压器归零后再切断电源）4.7.4 判定若试验过程中无破坏性放电现象，则试验合格。4.8 电容量和介质损耗因数测量（一次绕组的工频耐压试验后）一次绕组工频耐压试验前后的电容量和介质损耗因数的变化及工频耐压试验后的10kV到Um/电容量和介质损耗因数的变化，可以判断主绝缘干燥处理的程度。4.8.1 试验条件相对湿度不大于60%试品温度为10304.8.2 试验方法a）非电容型电流互感器：试验电压应施加在短接的一次绕组端子与地之间，短接的二次绕组接入测试电桥（介损仪），金属底座或箱体接地。b）电容型电流互感器：试验电压应施加在短接的一次绕组端子与地之间，短接二次绕组和金属底座或箱体接地，电流互感器的地（末）屏接入测试电桥（介损仪）。正接法4.8.3判定同4.6.3。4.9 匝间过电压试验4.9.1 试验条件本试验仅适用于无短路匝补偿的电流互感器。考核二次绕组匝间绝缘水平。4.9.2 试验方法和试验线路程序A：二次绕组开路a）被试二次绕组接峰值电压表，非被试二次绕组短接接地，对一次绕组施加额定频率正弦交流电流，电流值为额定一次电流（额定扩大的一次电流值，当有此要求时）维持规定时间60s。b）如果二次绕组超过规定电压4.5kV（峰值），则应降低一次电流，使峰值表达到规定电压。程序B：一次绕组开路a）一次绕组开路，被试电流互感器绕组接峰值电压表，在各电流互感器绕组端子之间施加规定的试验电压持续时间60s。二次电流方均根值不应超过额定二次电流（或额定扩大二次电流）。b）试验频率应不大于400Hz。在此频率下，如果在额定二次电流（或额定扩大二次电流）时得到的电压值低于4.5kV（峰值），则所达到的电压应被确认为试验电压。如果试验频率超过额定频率的两倍时，其试验时间可小于60s，并按下式计算：试验时间（s）=两倍额定频率/试验频率*60 但最少为15s。4.9.3判定及注意事项试验中必须密切注意电流表及电压表是否有较大波动。加电过程中应注意被试互感器中是否有异常的声音。试验时禁止标准互感器二次绕组开路，否则可能损坏仪表及设备。4.10 误差试验4.10.1 试验目的检验电流互感器一次绕组、二次绕组之间的极性关系是否为减极性。确认电流互感器误差测量的结果是否满足准确级标准规定及技术协议相关条款的要求。4.10.2 退磁方法：在测定互感器误差前应先退磁，退磁方法可根据具体情况采用开路退磁法和闭路退磁法。如果在进行误差测定前进行了匝间过电压试验，视为已经了开路退磁。4.10.3 试验方法将被试互感器与标准互感器串联在同一电路中（一次连线）；被试互感器与标准互感器二次绕组进入互感器误差校验仪；被试互感器带上额定负荷；对互感器一次加电，被测二次感应电流进入误差校验仪；误差校验仪对电流信号进行处理比较产生出比差、相位差并判断结果。（借助于校验仪上的极性指示器进行极性检查。试验时施加较低电压，当被试互感器绕组极性为减极性，极性指示器不启动.当被试互感器绕组极性不为减极性，极性指示器启动，发出“滴滴”声。）试验接线如图：4.10.4 判定及注意事项：a）比差及相位差均应满足GB 1208规定。（有企业标准的执行企标） b）非被试二次绕组必须短接以防开路击穿。c）按国家有关计量规程，当标准互感器的准确级次高于被试品的准确级2级时，测量结果可以不予修正，否则应对测量结果进行修正。4.10.5. 国标GB 1208-2006电流互感器中第13条款，测量用电流互感器的补充要求4.10.5.1 标准准确级测量用电流互感器的标准准确级为：0.1、0.2、0.5、1、3、5。特殊用途的测量用电流互感器的标准准确级为：0.2S、0.5S。4.10.5.2 测量用电流互感器的的电流误差和相位差限值对于0.1、0.2、0.5级和1级，在二次负荷为额定负荷的25%100%之间的任一值时，其额定频率下的电流误差和相位差应不超过下表所列限值。测量用电流互感器(0.1级-1级)电流误差和相位差限值准确级电流误差（%）在下列额定电流（%）时相位差，在下列额定电流（%）时（）crad5201001205201001205201001200.10.20.510.40.751.53.00.20.350.751.50.10.20.51.00.10.20.51.01530901808154590510306051030600.450.92.75.40.240.451.352.70.150.30.91.80.150.30.91.8对于0.2S和0.5S级，在二次负荷为额定负荷的25%100%之间的任一值时，其额定频率下的电流误差和相位差应不超过下表所列限值。特殊用途的测量用电流互感器电流误差和相位差限值准确级电流误差（%）在下列额定电流（%）时相位差，在下列额定电流（%）时（）crad1520100120152010012015201001200.2S0.5S0.751.50.350.750.20.50.20.50.20.5309015451030103010300.92.70.451.350.30.90.30.90.30.9对于3级和5级，在二次负荷为额定负荷的50%100%之间的任一值时，其额定频率下的电流误差应不超过下表所列限值。测量用电流互感器(3级和5级)电流误差限值准确级在下列额定电流（%）时的电流误差%501203535354.10.6. 国标GB 1208-2006电流互感器中第14条款，保护用电流互感器的补充要求4.10.6.1 标准准确级保护用电流互感器的标准准确级为：5P、10P。4.10.6.2 保护用电流互感器的的误差限值在额定频率及额定负荷下，电流误差、相位差和复合误差应不超过下表所列限值。保护用电流互感器误差限值准确级额定一次电流下的电流误差（%）额定一次电流下的相位差在额定准确限值一次电流下的复合误差（%）（）crad5P10P1360-1.8-5104.11 局部放电测量4.11.1试验目的：确定绝缘中局部放电的强度和特征，评价产品的设计结构和制造工艺质量，并揭示其中的某些局部缺陷，继而确定产品的绝缘结构在长期工作电压下的使用性能。4.11.2被试品应具备的条件：试品应满足试验条件，其外绝缘表面应清洁干燥，在测量前，试品螺栓及其紧固件应无任何松动现象，并且工频耐压试验通过，无异常现象。4.11.3试验方法：局部放电测量采用电气法，外施工频加压方式。试验加电程序：a）程序A：在工频耐压试验之后，通过降低电压来达到局部放电的测量电压。b）程序B：在工频耐压试验之后，进行局部放电测量。施加电压升到工频耐受电压的80%，持续时间不少于60s，然后降到规定的局部放电测量电压。c）在按程序A或程序B施加电压、降到规定的测量电压后，在30s内测量局部放电水平。4.11.4试验步骤：a）用直径合适的导线将被试品与试验变压器连接完毕。b）带有末屏的电流互感器将末屏及二次绕组接测量阻抗接地，测量阻抗取信号进入示波器。不带末屏的电流互感器将二次绕组及油箱接测量阻抗接地，油箱应通过绝缘支架脱离地面，然后从测量阻抗取信号进入示波器。 直接串联阻抗测试线路耦合电容测试线路局部放电测量平衡测试回路局部放电测量的校正电路4.11.5注意事项：a）高压测量连接导线要有足够的直径，对试品端部的尖端(如果有)进行有效屏蔽，以防止产生外部电晕，干扰测量信号。b）被试品周围场地要整洁，试品周围无可能产生放电的物品。分压器、电容器要短路接地。当测量背景干扰严重掩盖测量信号时，应终止试验，排除干扰后，再进行试验。c）所有测试回路的接地端连接要牢靠。4.11.6判断：a）根据试验过程中所测得的视在放电量值，依照有关标准及技术文件的要求判断合格与否。b）在试验过程中要记录可能出现的起始放电电压和熄灭电压，并记录放电信号的形态，若产品的放电量不合格，应采取适当的试验方法进行判断，并对其方法和过程做详细记录。局部放电测量电压及允许水平系统接地方式局部放电测量电压（方均根值） kV局部放电允许水平 pC绝缘型式液体浸渍固体中性点接地系统Um1.2Um/1055020中性点绝缘或非有效接地系统1.2Um1.2Um/10550204.12 直流电阻测量4.12.1试验目的：互感器直流电阻测量是为了检验产品绕组电阻值是否符合设计标准值，有无用错导线、短路及虚接等情况。同时考核同一组同规格型号的绕组电阻值的一致性，允许偏差是否符合合同要求。4.12.2 试验标准和试验结果判定：标准中没有标准界限，试验结果按互感器技术数据判断执行；但GB 50150第9.0.7条中规定：同型号、同规格、同批次电流互感器一、二次绕组的直流电阻和平均值的差异不宜大于10%。4.12.3试验方法： 将直阻电桥的两个测量钳接被测试绕组，按下电源开关按钮，根据绕组阻值大