互感器绕组受潮测试方法讨论

窦体权，陈浩，李晔

摘要：针对互感器受潮的原因及影响进行了介绍，浅析了绕组受潮诊断的必要性及技术困惑，提出阻抗频率曲线测试功能框架，并分析了诊断绕组受潮缺陷阻抗测试法的关键功能指标的测控和数据处理流程。

关键词：互感器 受潮  绕组  阻抗频率曲线

1引言

电力系统为了传输电能，往往采用交流电压、大电流回路把电力送往用户，无法用仪表进行直接测量。互感器的作用就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为继电保护和自动装置提供电源。互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。因此互感器性能的好坏直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电器保护装置动作的可靠性。

2互感器绕组诊断的必要性

互感器通常会由于密封不良出现的漏油、进水、老化及制造缺陷等，导致互感器的绕组潮湿从而发生异常，而互感器的绕组异常可能会直接导致互感器短路、烧毁。因此，需要提前判断互感器绕组是否异常。通常采用的异常测试仅停留在表面测量或接地电容测量，缺乏直接针对绕组的测试。如果互感器绕组只存在某一个区域有潮湿情况，互感器总体受潮含量较小，也可能被常规测试数据的噪声淹没而不被识别。并且绕组的潮湿主要表现为层间电容变化，很难直接测量出匝间分布电容，简单的测试线圈阻抗并不能准确地反应匝间电容变化并分析绕组的异常情况。

3 实现框架

   如图1互感器绕组测试系统功能框架由电阻测试模块和特性测试模块组成。电阻测试模块主要是对阻抗进行测量，特性测试模块主要是针对频率特性进行计算。绘图模块完成整个频域轴的阻抗及相位曲线展示，分析模块主要基于频域轴曲线的谐振点，峰值特性进一步解析以诊断互感器绕组健康状态。为了提高数据分析灵活性，绘图模块与分析模块可以在PC端完成。

图1：绕组受潮诊断功能框架

4工作方法介绍、讨论

对互感器绕组施加第一频率信号，测量所述互感器绕组的对应的第一阻抗及第一阻抗角，并根据第一阻抗及第一阻抗角计算互感器绕组的直流电阻。互感器绕组中存在电容与电感，所以互感器的阻抗是电阻、电容与电感对电流所起的总的阻碍作用。由于电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗。电容对直流电有隔断作用，即直流电不能通过；电感则对直流电无阻碍作用。所以如果想通过阻抗及阻抗角计算出直流电阻的数值，采用直流信号可不考虑互感器中的容抗、只考虑互感器的感抗，从而可以更方便计算出直流电阻的数值。采用直流信号长期输入铁芯绕组会存在磁化等缺点，所以第一频率信号应选择频率范围较低的、更趋近于直流信号的交流信号。例如：第一频率信号的频率应大于或等于0.001Hz且小于10Hz。这样由于第一频率信号的频率较小，所以可以忽略容抗的作用。即在计算直流电阻时，在第一阻抗中直接减去施加第一频率信号时的感抗即可。其中，感抗的数值可以直接通过第一阻抗与第一阻抗角的数值计算得出。

其次，对互感器绕组施加第二频率信号，测量互感器绕组对应的第二阻抗及第二阻抗角，并根据施加第一频率信号时求出的直流电阻与施加第二频率信号时测量的第二阻抗、第二阻抗角，计算互感器绕组的特性参数。其中特性参数中包括感抗值。第二频率信号的作用为测试互感器绕组的情况，如果频率太小无法则反映出互感器绕组间的容抗变化，所以第二频率信号的频率一定大于第一频率信号的频率。为了更好地了解互感器绕组自身的情况，需要绕组的特性参数有一个梯度性的变化，否则由于频率变化太小，互感器绕组内的特性参数变化并不明显，无法观察互感器绕组是否存在问题。因此需要施加多个不同频率的第二频率信号，以使互感器绕组的特性参数可以产生梯度性的变化。测控流程如图2所示。

图2：互感器绕组测控分析流程图

5小结

互感器绕组面临因为漏油、老化、匝间短路等多种原因导致的受潮和特性不良的问题，通过阻抗相位的测试与解析一定程度能提升缺陷检测的灵明度。选择合适的频率段和特性诊断的方法是非常关键的。本文介绍的方法从阻抗曲线中解析了感抗与容抗交互过渡的曲线特征，有较好的辨识度和可操作性，还具有硬件简单，测控方式灵活的特点，对现有技术可形成较好的补充。