一.變壓器的工作原理 變壓器-利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸?shù)闹匾?1.變壓器 - 靜止的電磁裝置 變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能 電壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。 變壓器原理圖（圖3.1.2） 與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組 與負載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組 設 一次繞組的 二次繞組的 電壓相量 U1 電壓相量 U2 電流相量 I1 電流相量 I2 電動勢相量 E1 電動勢相量 E2 匝數(shù) N1 匝數(shù) N2 同時交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為 m ,該磁通量稱為主磁通 請注意 圖3.1.2 各物理量的參考方向確定。 2.理想變壓器 不計一次、二次繞組的電阻和鐵耗， 其間耦合系數(shù) K=1 的變壓器稱之為理想變壓器 描述理想變壓器的電動勢平衡方程式為 e1(t) = -N1 d /dt e2(t) = -N2 d /dt 若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規(guī)律變化， 則有 不計鐵心損失，根據能量守恒原理可得 由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關系 令 K=N1/N2，稱為匝比（亦稱電壓比），則 二.變壓器的結構簡介 1.鐵心 鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為 0.35 或 0.5 mm， 表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成 鐵心分為鐵心柱和鐵軛倆部分，鐵心柱套有繞組；鐵軛閉合磁路之用 鐵心結構的基本形式有心式和殼式兩種 心式變壓器結構示意圖(圖3.1.6) 2.繞組 繞組是變壓器的電路部分， 它是用紙包的絕緣扁線或圓線繞成 變壓器的基本原理是電磁感應原理，現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理（如上圖）：當一次側繞組上加上電壓Ú1時，流過電流Í1，在鐵芯中就產生交變磁通Ø1，這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側繞組分別感應電勢É1，É2，感應電勢公式為：E=4.44fNØm 式中：E-感應電勢有效值 f-頻率 N-匝數(shù) Øm-主磁通最大值 由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同，感應電勢E1和E2大小也不同，當略去內阻抗壓降后，電壓Ú1和Ú2大小也就不同。 當變壓器二次側空載時，一次側僅流過主磁通的電流（Í0），這個電流稱為激磁電流。當二次側加負載流過負載電流Í2時，也在鐵芯中產生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時，主磁通是不變的，一次側就要流過兩部分電流，一部分為激磁電流Í0，一部分為用來平衡Í2，所以這部分電流隨著Í2變化而變化。當電流乘以匝數(shù)時，就是磁勢。 上述的平衡作用實質上是磁勢平衡作用，變壓器就是通過磁勢平衡作用實現(xiàn)了一、二次側的能量傳遞。 變壓器工作原理動畫演示 三、變壓器的類型 變壓器是一種靜止電機，它可以將一種電壓的電能轉換為另一種電壓的電能。 一、變壓器分類及用途 電力變壓器：電力系統(tǒng)傳輸電能的升壓變壓器/降壓變壓器/配電變壓器等。 問題5-1 遠距離輸電為什么必須采用高壓輸電？ 電爐變壓器(專用) 給電爐(如煉鋼爐)供電。 電焊變壓器(專用) 給電焊機供電。 整流變壓器(專用)： 給直流電力機車供電。 儀用變壓器：用在測量設備中。 電子變壓器：用在電子線路中。 二、變壓器的工作原理 (1)原理圖 一個鐵心:提供磁通的閉合路徑。 兩個繞組:1次側繞組(原邊)N1,2次側繞組(副邊)N2。 (2)工作原理 當1次繞組接交流電壓后，電流i0,該電流在鐵心中產生一個交變的主磁通。 在兩個繞組中分別產生感應電勢e1和e2 e1=N1d/dte2=N2d/dt 如果略去繞組電阻和漏抗壓降，則 u1/u2(-e1)/(-e2)=N1/N2 u1/u2(-e1)/(-e2)=N1/N2=k, k定義為變壓器的變比。 5-2 變壓器的類型和結構 1、類型 除了按以上用途分類外，變壓器還可以按相數(shù)/繞組數(shù)目/鐵心形式/冷卻方式等特征分類。 按相數(shù)分：單相/三相/多相等 按繞組數(shù)：雙繞組/自耦/三繞組/多繞組 鐵心形式：心式/殼式 冷卻方式：干式/油浸式等 2、結構(電力變壓器) 變壓器主要部件是繞組和鐵心(器身)。 繞組是變壓器的電路，鐵心是變壓器的磁路。二者構成變壓器的核心即電磁部分。 除了電磁部分，還有油箱/冷卻裝置/絕緣套管/調壓和保護裝置等部件。 (1)鐵心 型式：心式(結構簡單工藝簡單應用廣泛)/殼式(用在小容量變壓器和電爐變壓器)。 材料：一般由0.35mm/0.5mm冷軋(也用熱軋)硅鋼片疊成。 鐵心交疊：相鄰層按不同方式交錯疊放，將接縫錯開。偶數(shù)層剛好壓著奇數(shù)層的接縫，從而減少了磁阻，便于磁通流通。 鐵心柱截面形狀：小型變壓器做成方形或者矩形；大型變壓器做成階梯形。容量大則級數(shù)多。疊片間留有間隙作為油道(縱向/橫向)。（縱向油道見課本圖5.13） (2)繞組 一般用絕緣扁銅線或圓銅線在繞線模上繞制而成。 繞組套裝在變壓器鐵心柱上，低壓繞組在內層，高壓繞組套裝在低壓繞組外層，以便于絕緣。 (3)油/油箱/冷卻/安全裝置 器身裝在油箱內，油箱內充滿變壓器油。 變壓器油是一種礦物油，具有很好的絕緣性能。變壓器油起兩個作用：在變壓器繞組與繞組、繞組與鐵心及油箱之間起絕緣作用。變壓器油受熱后產生對流，對變壓器鐵心和繞組起散熱作用。 油箱有許多散熱油管，以增大散熱面積。 為了加快散熱，有的大型變壓器采用內部油泵強迫油循環(huán)，外部用變壓器風扇吹風或用自來水沖淋變壓器油箱。這些都是變壓器的冷卻裝置。 1油箱/2儲油柜/3氣體繼電器/4為安全氣道。 變壓器運行時產生熱量，使變壓器油膨脹，并流進儲油柜中。 儲油柜使變壓器油與空氣接觸面變小,減緩了變壓器油的氧化和吸收空氣水分的速度。從而減緩了油的變質。 故障時,熱量會使變壓器油汽化,觸動氣體繼電器發(fā)出報警信號或切斷電源。 如果是嚴重事故，變壓器油大量汽化，油氣沖破安全氣道管口的密封玻璃，沖出變壓器油箱，避免油箱爆裂。 5-3 變壓器的額定值 (1)額定電壓U1N/U2N 單位為V或者kV。U1N為正常運行時1次側應加的電壓。U2N為1次側加額定電壓、2次側處于空載狀態(tài)時的電壓。 三相變壓器中，額定電壓指的是線電壓。 (2)額定容量SN 單位為VA/kVA/MVA SN為變壓器的視在功率。通常把變壓器1、2次側的額定容量設計為相同。 (3)額定電流I1N/I2N 單位為A/kA。是變壓器正常運行時所能承擔的電流，在三相變壓器中均代表線電流。 對單相：I1N=SN/U1N I2N=SN/U2N 對三相： I1N=SN/sqrt(3)U1N I2N=SN/sqrt(3)U2N (3)額定頻率fN 單位為Hz,fN=50Hz 此外，銘牌上還會給出三相聯(lián)接組以及相數(shù)m/阻抗電壓Uk/型號/運行方式/冷卻方式/重量等數(shù)據。電容式電壓互感器試驗 第一章 緒論 電壓互感器作為一種電壓變換裝置(Transformer)是電力系統(tǒng)中不可或缺的設備，它跨接于高壓與零線之間，將高電壓轉換成各種儀表的工作電壓，（國標規(guī)定為100/3和100V），電壓互感器的主要用途有：1）用做商業(yè)計量用。主要接于變電站的線路出口和入口上，常用于網與網、站與站之間的電量結算用，這種用途的互感器一般要求0.2級計量精度，互感器的輸出容量一般不大；2）用做繼電保護的電壓信號源。這種互感器廣泛應用于電力系統(tǒng)的母線和線路上，它要求的精度一般為0.5級及3P級，輸出容量一般較大；3）用做合閘或重合閘檢同期、檢無壓信號用，它要求的精度一般為1.0、3.0級，輸出容量也不大?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)，電壓互感器一般可做到四線圈式，這樣，一臺電壓互感器可集上述三種用途于一身。 電容式電壓互感器（Capacitor Voltage Transformers，簡稱“CVT”）是50年代開始研制生產，經過科技人員不懈的努力，我國的電容式電壓互感器技術已達到國際先進水平，但在生產、試驗研究、以及使用過程中存在很多問題。本文擬從電容式電壓互感器的各種試驗基本原理入手，著重說明電容式電壓互感器基本試驗方法，檢驗的目的以及在現(xiàn)場使用、現(xiàn)場檢驗方面存在的問題怎樣通過試驗的手段來判斷等問題，以使產品設計、試驗、銷售、服務和運行部門的專業(yè)人員對其有一個比較全面的了解。 第二章 電容式電壓互感器試驗要求 §1.基本試驗條件 1.1試驗的環(huán)境條件 為了保證試驗的準確性、可靠性，所有試驗應在一定條件下進行，試驗時應注意試驗環(huán)境條件并做好記錄。 試驗環(huán)境條件分為兩種，一種為人工環(huán)境，這種情況下，一般在產品標準中都作了具體規(guī)定；另一種為自然環(huán)境條件，這種情況下，試驗條件一般應遵循以下幾條規(guī)律。 a) 環(huán)境溫度，應在+5+35 范圍內。 b) 試品溫度與環(huán)境溫度應無顯著差異。試品在不通電狀態(tài)下在恒定的周圍空氣溫度中放置了適當長的時間后，即認為與周圍空氣溫度相同。 c) 試驗場所不得有顯著的交直流外來電磁場干擾。 d) 試驗場所應有單獨的工作接地可靠接地，應有適當?shù)姆雷o措施和安全措施。 e) 試品與接地體或鄰近物體的距離一般應大于試品高壓部分與接地部分最小空氣距離的1.5倍。 試驗所用的工頻電壓波形應符合GBT 16927.1高電壓實驗技術 第一部分：一般試驗要求的規(guī)定，頻率為（0.91.1）fn。 1.2試驗用標準 電容式電壓互感器有三種用途即測量、保護和載波通訊，我們現(xiàn)使用的標準為GB/T 4703-2000電容式電壓互感器，為IEC60187：1987等效采用版本，其中不包括耦合電容器和電容分壓器部分，那末我們還需采用另外一個標準JB/T 8169-1999耦合電容器和電容分壓器標準。 另外，現(xiàn)場試驗中，用戶針對電容式電壓互感器有其相應的驗收規(guī)范，例如SD301-88交流500kV電器設備交接和預防性試驗規(guī)程、SD333-89進口電流互感器和電容式電壓互感器技術規(guī)范、GB50150-91電氣安裝工程和電氣設備交接試驗標準，其中都有有關試驗內容。 另外個企業(yè)也由企業(yè)標準，如西安西電電力電容器有限責任公司的企業(yè)標準為0KF.604.046-1999電容式電壓互感器通用技術條件。 §2. 電容式電壓互感器試驗分類、項目及基本規(guī)則 21 電容式電壓互感器試驗項目及分類 電容式電壓互感器從產品結構上分為電容分壓器和電磁裝置兩部分，從試驗項目上分為三部分，即電容分壓器部分試驗項目、電磁裝置部分試驗項目、電容式電壓互感器整體部分試驗項目。而每一部分分為型式試驗和出廠試驗兩部分，另外有用戶的交接試驗。試驗項目及分類見表1、表2。 表1 電容式電壓互感器試驗項目 試驗類別 項 號 試 驗 項 目 注 出 廠 試 驗 1 外觀檢驗 整體部分 2 密封性試驗 整體部分 3 繞組的極性檢驗 電磁單元部分 4 電磁單元的工頻耐受電壓試驗 電磁單元部分 5 低壓端子對地工頻耐受電壓試驗 電磁單元部分 6 保護裝置工頻放電電壓試驗 電磁單元部分 7 準確度試驗 整體部分 型 式 試 驗 1 雷電沖擊耐受電壓試驗 整體部分 2 操作沖擊耐受電壓試驗 整體部分 3 鐵磁諧振試驗 整體部分 4 瞬變響應試驗 整體部分 5 電磁單元的工頻耐受電壓試驗（濕試） 電磁單元部分 6 電磁單元的溫升試驗 電磁單元部分 7 承受短路能力試驗 整體部分 8 準確度試驗 整體部分 圖1極性檢驗 表2 耦合電容器及電容分壓器試驗項目 試驗類別 項 號 試 驗 項 目 注 出 廠 試 驗 1 外觀檢驗 2 密封性試驗 3 工頻下電容測量 4 端子之間的工頻或操作沖擊試驗 5 低壓端子對接地端子工頻耐受電壓試驗 6 測量損耗角正切值 7 局部放電試驗 型 式 試 驗 1 高頻電容及等值串聯(lián)電阻測量 2 低壓端子對地雜散電容及雜散電導測量 3 操作沖擊耐受電壓試驗（干試） 4 工頻交流電壓或操作沖擊電壓試驗（濕試） 5 雷電沖擊耐受電壓試驗 6 放電試驗 7 局部放電試驗 8 測量電容溫度系數(shù) 9 機械強度試驗 2.2 電容式電壓互感器檢驗的基本規(guī)則 檢驗項目分為出廠試驗、型式試驗、驗收試驗三部分，各部分檢驗的基本規(guī)則如下： a) 出廠試驗 出廠試驗的目的 在于檢驗制造中的缺陷和測定互感器的準確度，所以出廠試驗由制造廠對需出廠的每一臺互感器進行。 誤差試驗應在耐受電壓試驗之后進行，其余項目的次序可不作規(guī)定。 這里的耐受電壓試驗包括電容分壓器、電磁單元各部件的工頻耐壓，保證誤差試驗時CVT完好。 b)型式試驗 型式試驗的目的 在于考核互感器的設計、材料和制造等方面是否滿足試驗標準及技術條件所規(guī)定的性能和運行要求。 進行型式試驗的時間和周期 新產品研制出來時應進行型式試驗。 在生產過程中，當材料、工藝或產品結構等有所改變，且其改變有可能影響產品的性能時，應重新進行型式試驗，此時允許只進行與這些改變有關的試驗項目。 在正常生產中，型式試驗應至少每五年進行一次。 有關要求和規(guī)定 用來作型式試驗的互感器應首先進行出廠試驗。出廠試驗合格后，方可進行型式試驗。其出廠試驗結果也應在型式試驗報告中給出。 型式試驗中的所有耐受電壓試驗的試驗項目應在同一臺互感器上進行。 c) 驗收試驗 驗收試驗的目的 驗收試驗主要是購買方在安裝前進行的試驗。是為了檢驗互感器在運輸中有否受到損傷，確保所安裝的互感器是良好的。 有關要求和規(guī)定 一次端子間的工頻耐受電壓試驗值應不超過規(guī)定試驗電壓的75。 準確度試驗應在允許頻率范圍和額定電壓下進行。 第三章 電容式電壓互感器基本試驗內容 綜合兩個國標的內容，電容式電壓互感器的基本試驗項目有以下十六條，具體內容如下： 1) 外觀檢驗 試驗目的 檢驗互感器的外觀性能。檢驗互感器的金屬件外露表面是否具有良好的防腐蝕性能，產品銘牌及端子標志是否符合圖樣要求。 試驗方法 目測，觀察。 2)密封性試驗 試驗目的 檢驗互感器（包括電容分壓器和電磁單元）各密封部位的密封性能。 試驗方法 圖1極性檢驗 電磁單元的密封性試驗方法一般由制造廠規(guī)定，一般通過給試品充油壓或給試品加溫進行，具體要求和方法有制造廠提出。 3)繞組的極性檢驗 試驗目的 檢驗互感器的極性是否正確，為后面的試驗項目做好 準備，防止誤差試驗時儀器故障。 標有大寫體和小寫體的同一字母的端子，在同一瞬間應具有同一極性，即所謂減極性。 試驗方法 a 電磁單元繞組的極性檢驗一般用直流法進行，如圖1所示，用1.5V干電池的正極接在一次繞組的A端，負極接在一次繞組的X端，直流毫安表的正極接在二次繞組的a端，負極接在二次繞組的n端,瞬間接通開關，電流表按順時方向擺動為減極性。 4)耐受電壓試驗 試驗目的 保證試品的絕緣性能，使試品在系統(tǒng)運行時能夠承受來自系統(tǒng)的各種過電壓的沖擊。互感器的高壓端子和接地端子之間的絕緣應能承受如表3所列的耐受電壓。 表3 絕 緣 耐 受 電 壓 kV 互感器額定一次電壓 額定短時工頻耐受電壓 方均根值 額定雷電沖擊耐受電壓 峰 值 額定操作沖擊耐受電壓 峰 值 35 8095 1） 1852002） 66 140 325 160 350 110 185200 1） 4504802） 550 220 360 850 395 950 330 510 1175 950 500 680 1550 1175 740 1675 注：對同一額定電壓給出兩個絕緣水平者，在選用時應考慮到電網結構及過電壓水平、過電壓保護裝置的配置及其性能、可接受的絕緣故障率等。 1）斜線下的數(shù)據為外絕緣的干耐受電壓。 2）斜線下的數(shù)據僅用于內絕緣。 標準中規(guī)定了安裝運行地區(qū)的海拔超過1000 m絕緣水平，若安裝運行地區(qū)的海拔超過1000 m但不高于1000 m，則應按海拔高度來折算。用標準規(guī)定的額定耐受電壓乘以海拔校正系數(shù)Ka，Ka計算公式如式（1）。 (1) 式中：H安裝地區(qū)的海拔高度，m。 試驗方法 圖2工頻耐壓試驗 （一）短時工頻耐受電壓試驗 如圖2所示，相應的試驗電壓施加于高壓端子與接地端子之間（低壓端子與接地端子相連接）。耐受時間1min。試驗前后可用電橋測量電容及介損，用于判斷是否有元件擊穿等故障發(fā)生。 短時工頻耐受電壓試驗可分為干試與濕試，試驗可分別對電容分壓器和電磁單元進行。 對于電容分壓器的試驗，濕試不允許分節(jié)進行，干試可分節(jié)進行。若分節(jié)進行試驗，應按公式（2）來計算單節(jié)試驗電壓。 （2） 對于電磁單元部分的試驗，試驗過程中應注意以下幾個問題： 電磁單元中壓回路的耐受電壓水平按下式（3）計算， （3） 式中： t互感器高壓端子和接地端子間的試驗電壓； 、 分別為電容分壓器的高壓電容和中壓電容； 電壓分布不均勻系數(shù)，可取1.05。 對于電磁單元的工頻耐受電壓試驗，試驗前把電磁單元與電容分壓器分開。當電磁單元的中壓端子外露時，型式試驗應在淋雨狀態(tài)下進行。試驗分別對電磁單元的變壓器、電抗器和鐵磁諧振阻尼裝置進行，試驗時應注意將阻尼裝置與變壓器的連接線拆開。電磁單元內若接有過電壓保護用放電器件，在試驗時也應將其連接線拆開。 對變壓器一次繞組進行試驗時，試驗電壓值應為按式（3）計算。試驗電壓可以直接用單獨電源來供給，也可以由二次側感應得到。無論用哪一種方式得到試驗電壓，均應在高電壓側測量試驗電壓。當電壓升到試驗電壓值以后，歷時間1 min，然后立即把電壓降下來。 在試驗過程中應注意：變壓器的鐵心、未接電源的二次繞組的一個端子和一次繞組的低電壓端子以及油箱外殼均應接，而未接電源的繞組處于空載狀態(tài)。 試驗時，為避免鐵心過度飽和，試驗電壓的頻率可以增加到額定值以上。如果頻率超過額定值的兩倍，試驗時間可以減小到按式（4）計算之值，但不得短于15 s。 （4） 式中：t用頻率為 t的電壓來試驗時所需經歷的時間，單位s。 t試驗電壓的頻率。 在試驗中有否損壞，可以用在試驗前后測量變壓器的空載電流和損耗的方法來檢驗。 電抗器的耐受電壓試驗用單獨電源來進行，歷時1 min。電抗器繞組的端子之間的絕緣水平及其保護器件的放電電壓，應與在二次側短路和開斷等過程中電抗器上可能出現(xiàn)的最大過電壓水平相適應。具體數(shù)值由制造廠規(guī)定。為避免鐵心過度飽和，可以提高試驗電壓的頻率，此時試驗時間按上述規(guī)定適當縮短。 ) 電磁單元中壓回路的接地端子與地之間，二次繞組的端子（含附件）對地及其相互之間的絕緣應能承受工頻3 kV（方均根值）的試驗電壓，歷時1 min。 b) 電容分壓器的低壓端子對地絕緣應能承受工頻10 kV（方均根值）的試驗電壓，歷時1 min，若低壓端子不暴露在風雨中，則試驗電壓為4 kV（方均根值） （二）雷電沖擊耐受電壓試驗 雷電沖擊耐受電壓試驗在互感器整體上進行，試驗電壓的波形為（1.25）（4060） s。也可分別對電容分壓器（不允許分節(jié)進行）和電磁單元進行，電磁單元試驗電壓按變比計算得到。 試驗時，應施加正極性和負極性沖擊各15次，如果在連續(xù)的15次沖擊中未發(fā)生多于2次的閃絡且未發(fā)生擊穿，則認為互感器通過了試驗。 （三）操作沖擊耐受電壓試驗（濕試） 操作沖擊耐受電壓試驗（濕試）在互感器整體上進行，試驗電壓的波形為2502500 s。也可僅對電容分壓器進行（不允許分節(jié)進行），而電磁單元則用上述短時工頻耐受電壓試驗考核。 操作沖擊耐受電壓試驗時，應施加正極性和負極性沖擊各15次，如果在連續(xù)的15次沖擊中未發(fā)生多于2次的閃絡且未發(fā)生擊穿，則認為互感器通過了試驗。 操作沖擊試驗只對330kV以上產品進行，這和系統(tǒng)中過電壓存在和保護水平有關。若試品進行了操作沖擊濕耐受電壓試驗，則不需再進行工頻濕試驗和操作沖擊干耐受電壓試驗。 5）磁單元的溫升試驗 試驗目的 檢驗互感器在正常及系統(tǒng)故障情況下的溫升情況。 試驗方法 試驗只在電磁單元上進行，在額定頻率和規(guī)定負荷（功率因數(shù)為0.8（滯后）1之間的任一數(shù)值）下，給試品施加規(guī)定電壓， 當每小時的溫度上升值不超過1 時，即認為已達到穩(wěn)定狀態(tài)。 規(guī)定負荷即每個二次繞組上分別接有各自最大負荷來進行本試驗，如果互感器規(guī)定了極限熱負荷，試驗時應加極限熱負荷值。 電壓測量應在一次繞組上進行，因為實際二次電壓可能明顯地降低。 繞組溫升應采用電阻法測量。對電阻值很小的繞組，也可以采用熱電偶法測量。其他部位的溫升可用溫度計或熱電偶法測量。 試驗程序為： a）不論其額定電壓因數(shù)和允許運行時間如何，對所有互感器的電磁單元均應在二次繞組接有額定負荷（如果有多個額定負荷值，應取最大者）和剩余電壓繞組不接負荷的條件下，施加1.2倍額定電壓連續(xù)進行試驗，直到溫度達到穩(wěn)定為止。 如果規(guī)定了熱極限輸出，電磁單元還應增加如下試驗，即在額定一次電壓和對應其熱極限輸出且功率因數(shù)為1的負荷下進行試驗。如果對一個或多個二次繞組規(guī)定了熱極限輸出，應分別對其進行試驗，除非另有規(guī)定，每次試驗只有一個二次繞組連接對應其熱極限輸出且功率因數(shù)為1的負荷。此時，其他二次繞組不接負荷。 此時各繞組的溫升應不超過60 。 b）額定電壓因數(shù)為1.5（或1.9）、允許運行時間為30 s的互感器，其電磁單元應在a）項1.2倍額定電壓下的溫升試驗達到穩(wěn)定狀態(tài)后，立即施加1.5（或1.9）倍額定電壓（此時二次繞組和剩余電壓繞組應接有最大的額定負荷），歷時30 s。 此時各繞組溫升應不超過70 。 本試驗也可以從冷態(tài)開始，各繞組溫升應不超過10 。 c）額定電壓因數(shù)為1.9、允許運行時間為8 h的互感器，其電磁單元應在a）項1.2倍額定電壓下的溫升試驗達到穩(wěn)定狀態(tài)后，立即施加1.9倍額定電壓（此時二次繞組應接有最大的額定負荷，剩余電壓繞組接有額定負荷或熱極限負荷），歷時8 h。 此時各繞組溫升應不超過70 。 在上述各種試驗條件下，電磁單元的鐵心及其他金屬件表面、油頂層的溫升應不超過50 。 另外，新的IEC標準規(guī)定，如果安裝地區(qū)的海拔超過1000m，海拔每升高100m，互感器的溫升應相應降低。對于充油的電磁裝置應降低0.4%；對于干式電磁裝置應降低0.5%。 電阻法測量繞組平均溫度： 圖3電阻法測溫升 在溫升試驗結束并切斷電源之后，立即測量繞組的直流電阻。應在停電后1min內測出第一個讀數(shù)。然后在8min10min內每隔相等的時間（3060s）測定一個電阻值依次記錄為R1、R2、R3、RK。其后再隔510min補充測量一個參考值Rn。同時記錄各個測定時間分別為t1、t2、t3、tk，以切斷電源瞬間為t=0。在坐標紙上，將ln（R1-Rn）、ln（R2-Rn）、ln（R3-Rn）、ln（Rk-Rn）和t1、t2、t3、tk的相應各點繪出，用一直線聯(lián)接，其與R軸的交點既為t=0時（R0-Rn）值，由此可得切斷電源瞬間的繞阻電阻R0值。 繞阻一般為銅線，平均溫升Q按下式計算： （5） R0斷電瞬間繞阻熱電阻值， RQ1溫度為Q1時冷電阻值， Q1繞阻冷態(tài)溫度（冷態(tài)時環(huán)境溫度），。 Q2溫升試驗后期確定溫升的環(huán)境溫度，。 235銅導體溫度系數(shù)的倒數(shù) 6）電容介損測量 試驗目的：檢驗電容器的電容及介損，并作為元件好壞的判據。 圖4正接法原理圖 圖5 反接法原理圖 試驗方法：電容測量應在工頻耐受電壓試驗前，在不高于15%的電壓下進行初測，工頻耐受電壓試驗之后在（0.91.1）Un電壓下進行復測。 在試驗室試驗時，一般采用正接法。在現(xiàn)場驗收時，用反接法較多。反接法試驗時，由于電橋處于高電位，所以應注意安全，測試電壓一般也達不到要求（較低）。 7）高頻電容及等值串聯(lián)電阻測量 試驗目的 檢驗電力載波該頻通路的阻抗。 試驗方法 可在分節(jié)電容器上進行，采取相應的屏蔽措施，測量引線應盡量短。特別是試品測量較大時，更應該注意測量回路的屏蔽和引線，否則導致電容量偏大。 在額定溫度范圍內，在30500kHz的高頻下，電容器高低壓端子之間的電容值相對于額定電容的偏差不得超過-20%或+50%，且等值串聯(lián)電阻不得超過40。 對于較低頻率（例如30100kHz）和溫度類別的下限溫度，或電容不超過2000pF的電容疊柱，或Um大于42kV者，其等值串聯(lián)電阻允許大于40。 試驗一般用電平振蕩器和選頻器作為高頻電源，用導納電橋測量，所測參數(shù)為并聯(lián)電容和并聯(lián)電導，需將數(shù)值等效為等值串聯(lián)參數(shù)。 計算公式為： （6） （7） 8）低壓端子對地雜散電容及雜散電導測量 試驗目的 檢驗互感器的雜散電容及電導，其值有可能引起高頻信號的損失或衰減。 試驗方法 可在互感器下節(jié)（分壓器和電磁裝置的組裝體）上進行試驗，試驗用電平振蕩器和選頻器作為高頻電源，用導納電橋測量其電容及電導值。 對于電容器，雜散電容不得超過200pF，雜散電導不得超過20S；對于電容式電壓互感器，雜散電容不得超過300+0.05Cn pF，雜散電導不得超過50S。 9）放電試驗 試驗目的 檢驗電容器內部引線、結構等性能，保證電容器在強電流沖擊下不致造成電容器內部故障。 試驗方法：試驗可在單節(jié)電容器上進行。給試品施加直流電壓，然后通過靠近試品放置的棒狀間隙放電，在5min內充放電兩次。放電頻率應在0.51Mhz內,試驗前后應用電橋測量電容器的電容值，判斷電容器是否有損傷或故障。 10）局部放電試驗 試驗目的 檢驗電容器內介質的電器性能，特別是工藝處理過程是否得到嚴格的控制。 試驗方法 圖6平衡回路測量局部放電圖 在國家標準和IEC標準中，沒有要求進行電容式電壓互感器整體或中間變壓器的局部放電檢測，只要求對耦合電容器和電容分壓器進行局部放電檢測，電容器的局部放電可分節(jié)進行。 給試品施加工頻預加電壓，至少保持10s后，迅速降至測量電壓。型式試驗中測量保持1小時，每隔10min需測量一次放電量；出廠試驗中至少保持1 min后進行測量。測量和預加電壓見下表4。 由于試品為耦合電容器，不許用專門的耦合電容器，采用平衡回路，既排除了干擾，又提高了工作效率，所以，均采用平衡回路。 表4局部放電試驗電壓 系統(tǒng)接地方式 預加電壓 測量電壓 允許放電視在電荷量 中性點非有效 接地系統(tǒng) 1.3Um 1.1Um 100pC 1.1Um/ 10pC 中性點有效 接地系統(tǒng) 0.8×1.3Um 1.1Um/ 10pC 11）測量電容溫度系數(shù) 試驗目的 檢驗電容器隨溫度變化的規(guī)律，其變化在溫度范圍內會影響到互感器的誤差性能。 試驗方法 由于所選用的材料和所選用的處理工藝相同，所以不需用對每節(jié)電容器進行試驗，將試品放入恒溫箱內，調節(jié)不同溫度，待試品內部溫度和烘箱內溫度相同后，用電橋測量電容及介損值。用回歸法分析求出電容溫度系數(shù)C。 電容器溫度類別下限溫度和比上限溫度高15K的溫度范圍內測得的電容溫度系數(shù)的絕對值不大于5×10-4K-1。 如溫度類別為-25/A。則試驗溫度范圍為-25+55。 實際上，電容溫度系數(shù)的高低并不代表產品性能的好壞，只和介質搭配有關。電容器紙的特性為正電容溫度系數(shù)，而電容器用膜為負電容溫度系數(shù)，這就是互感器用耦合電容為膜紙復合的一個原因。 12）準確度試驗 試驗目的 準確度是互感器最主要的性能指標之一，試驗的目的在于檢驗互感器的準確度是否達到誤差限值范圍內。 試驗方法 誤差試驗方法如圖7所示，圖7為測試1a1n繞組時的試驗回路，試驗時必須注意將負載電纜與測試電纜分開，以免由于負載壓降造成不必要的測試誤差。試驗應對互感器的每一個二次繞組分別進行，各個二次繞組所加負荷的 大小應符合表5的有關要求，負荷的功率因數(shù)為0.8（滯后）。對同時用于測量和保護的二次繞組，應分別按測量和保護準確級的要求進行試驗。 對于測量準確級的試驗，應分別在80、100和120的額定電壓下進行。 對于保護準確級的試驗，應分別在額定電壓乘以2，5，100和額定電壓因數(shù)的電壓下進行。 剩余電壓繞組在額定電壓乘以額定電壓因數(shù)的電壓下試驗時接額定負荷，在其他電壓下試驗時不接負荷。 標準準確級、相應的誤差限值及規(guī)定的運行條件如表5所示。在2額定電壓下，保護準確級的誤差限值為5額定電壓下誤差限值的2倍。 型式試驗 圖7電容式電壓互感器誤差試驗回路 除在規(guī)定的電壓和負荷下進行試驗外，還應在額定頻率并在室溫和兩個極限溫度下，以及在一恒定溫度和兩極限頻率下在正常連接的互感器上進行。 對于準確級為1.0及更低的互感器，上述試驗可以在等效電路上進行，對于0.2至0.5級的互感器，是否可以采用等效電路試驗，由制造廠確定。 如果采用等效電路，必須在相同的電壓、負荷、頻率和溫度等條件下進行兩次測量，一次在正常連接的互感器上，一次在等效電路上進行。這兩次測量結果的差值，應不超過相應的準確級限的50（例如：對于0.5級不超過0.25和10'）。 表5 標 準 準 確 級 保 護 準 確 級 3P 6P ±3.0 ±6.0 ±120 ±240 5150（或5190） 96102 溫度類別的下限溫度至上限溫度 25100 0.8（滯后） 注 1 括號內的數(shù)值適用于中性點非有效接地系統(tǒng)用互感器。 2 當具有多個分開的二次繞組時，由于它們之間有相互影響，每個繞組應在其額定輸出的25%100%范圍內滿足各自的準確級要求，此時其他二次繞組應帶有與其額定輸出的0100%相對應的負荷。 對于測量準確級，如果某一繞組只有偶然的短時負荷，或者作剩余電壓繞組使用時，則其對另外繞組的影響可以忽略不計。 3 當互感器的二次繞組同時用于測量和保護時，應對該二次繞組標出其測量和保護準確級及額定輸出。 出廠試驗 試驗可以在正常連接的互感器上或在等效電路上，在允許頻率范圍內的某一頻率下和允許溫度范圍內的某一溫度下進行。試驗時的實際頻率和溫度值應記入報告中。如果在相同互感器上的型式試驗已經表明用較少次數(shù)的電壓和或負荷的試驗已足以證明它符合準確度要求，允許在出廠試驗中減少試驗次數(shù)。 溫度和頻率對誤差的影響 圖8 CVT 等效電路圖 由于試驗條件所限，溫度對誤差的影響可不進行試驗，可利用近似計算公式如下式（8）、（9）進行計算，但電容分壓器在整個允許溫度范圍內（如-25/A）的溫度特性（電容溫度系數(shù)c）必須經過測試，則在極限溫度值下的誤差可以根據在某一溫度下測定之值和分壓器的溫度系數(shù)以計算方法來確定。 由于電容式電壓互感器特殊的工作原理（圖8中可看出），其誤差對頻率很敏感。頻率對其誤差的影響，也有近似公式如下式（10）、（11）。雖然式（8）、（9）、（10）、（11）都是通過一定的推導得出，但推導過程中對回路等都進行了簡化，再加之個體差異較大，計算誤差很大。所以在型式試驗時必須按規(guī)定進行此試驗。 溫度對誤差的影響公式如下： (%)= （8） (分)= （9） 頻率對誤差的影響公式如下： (%)=（ ） （10） (分)= （ ） （11） 13）承受短路能力試驗 試驗目的 檢驗二次系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時互感器的承受短路電流造成的機械和熱的效應的能力。 試驗方法 在互感器一次側施加額定電壓的情況下，將二次端子短接。短路試驗進行一次，持續(xù)時間1 s。 被試互感器冷卻到環(huán)境溫度后，若能滿足下列要求，則認為通過本試驗： a）無可見的損傷； b）其誤差與試驗前的差異不超過其準確級誤差限值的50； c）電磁單元中變壓器的一次和二次繞組能承受工頻耐受電壓試驗（試驗電壓降低到規(guī)定值的90）。 d）經檢查，電磁單元中變壓器的一次繞組和二次繞組表面的絕緣無明顯的劣化現(xiàn)象（如碳化）。 圖9鐵磁諧振試驗回