互感器二次绕组及末(地)屏工频耐压试验检测
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发布时间:2026-05-13 12:35:55 更新时间:2026-05-12 12:36:05
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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互感器作为电力系统中不可或缺的测量与保护设备,其状态直接关系到电网的安全与稳定。在长期过程中,互感器不仅要承受系统工作电压的长期作用,还会遭受各种过电压的冲击。其中,互感器的二次绕组及末(地)屏是绝缘链路中极为关键且相对薄弱的环节。
二次绕组是互感器与二次设备(如保护继电器、测量仪表)连接的纽带,其绝缘强度不仅影响测量精度,更决定了高压是否会窜入低压侧,从而危及人身及二次设备安全。而对于采用电容型绝缘结构的电流互感器或套管,末(地)屏是对地绝缘的最后一道电容屏,其作用是均匀电场分布并确保接地可靠。一旦末(地)屏绝缘受损或接地不良,将导致局部电场畸变,引发严重的局部放电甚至设备爆炸。
开展互感器二次绕组及末(地)屏工频耐压试验检测,其核心目的在于对这两处关键绝缘施加高于正常电压的工频试验电压,在规定的时间内考核其绝缘承受能力。通过该项检测,可以有效发现绝缘内部存在的气泡、杂质、受潮或机械损伤等潜伏性缺陷,验证设备在短时过电压情况下的安全裕度,从而将潜在的绝缘击穿风险消除在投运或故障扩大之前,为电网的可靠提供坚实的保障。
互感器二次绕组及末(地)屏工频耐压试验检测涉及多个具体的测试项目,每一项均有严格的技术指标控制要求,以确保检测结果的科学性与有效性。
首先是二次绕组工频耐压试验。该项目主要针对互感器二次绕组之间以及二次绕组对地之间的绝缘进行考核。根据相关国家标准和行业标准的规定,二次绕组的工频耐受电压通常为2kV或3kV,具体数值依据设备的额定电压和绝缘水平而定。试验时,需将非被试二次绕组、铁芯及外壳可靠接地,在被试二次绕组与地之间施加额定频率的正弦波交流电压,持续时间通常为60秒。在此期间,被试绕组不得发生击穿或闪络现象,且泄漏电流应在规定限值以内。
其次是末(地)屏工频耐压试验。该项目专门针对具有电容型绝缘结构的互感器,考核其末屏对地绝缘的电气强度。通常情况下,末屏对地的工频耐受电压为5kV,持续时间为60秒。在试验过程中,末屏引出端子施加高电压,互感器本体及二次绕组接地。若末屏绝缘存在受潮或分层缺陷,在升压过程中极易出现电流突变、放电声或击穿现象。
此外,在工频耐压试验前后,还需配合进行绝缘电阻测量项目,作为耐压试验的辅助判断指标。一般要求使用2500V兆欧表测量二次绕组对地及末屏对地的绝缘电阻,耐压前后的绝缘电阻值不应有显著下降,且应满足相关规程的最低限值要求,以此综合评估绝缘状况。
为保证检测数据的准确性与试验过程的安全性,互感器二次绕组及末(地)屏工频耐压试验必须遵循严格的标准化流程,具体可分为以下几个关键步骤:
一、 试验前准备与安全检查
试验前,需将被试互感器从电网中完全隔离,确保各侧断路器已断开并拉开隔离刀闸,严格执行停电、验电、装设接地线等安全组织与技术措施。同时,对被试设备表面进行清洁,消除表面污秽对绝缘电阻和耐压结果的影响。拆除所有外部接线,将二次绕组端子从端子排上解列,防止外部电缆及设备对试验结果产生干扰或遭受高压损坏。
二、 绝缘电阻初步测量
在进行工频耐压试验前,必须先测量绝缘电阻。若绝缘电阻值偏低,说明设备可能存在严重受潮或贯通性缺陷,此时严禁进行耐压试验,以免造成设备绝缘的人为击穿。只有绝缘电阻值合格,方可进入下一步骤。
三、 试验接线与设备布置
使用工频耐压试验装置进行接线。进行二次绕组耐压时,将试验变压器的高压输出端连接至被试二次绕组,其余非被试二次绕组、底座及外壳短接后可靠接地。进行末屏耐压时,将高压输出端接至末屏引出端,互感器一次绕组及二次绕组均短接接地。试验回路应配置合适的限流电阻和过流保护装置,以防止试品击穿时损坏试验设备。
四、 升压与耐压过程
接线检查无误后,接通试验电源。升压必须从零开始,均匀缓慢地将电压升至规定试验电压值的75%左右,此后以每秒约2%试验电压的速率匀速升压至额定试验电压。在达到额定试验电压后,开始计时,保持电压稳定在规定值60秒。在此期间,试验人员需密切监听试品内部有无异常声响,观察电流表指针有无剧烈摆动或突然大幅上升,观察电压表指针有无大幅下降。
五、 降压与放电
60秒耐压时间结束后,应迅速将电压降至额定试验电压的25%以下,然后切断试验电源,严禁在高压下直接切断电源以免产生操作过电压。切断电源后,必须使用绝缘放电棒对被试绕组及末屏进行充分放电,放电时间不少于2分钟,对于电容较大的设备还需通过电阻进行放电,彻底释放残余电荷后方可更改接线。
六、 复测绝缘电阻
耐压试验结束后,再次使用兆欧表测量绝缘电阻。将耐压前后的绝缘电阻值进行比对,若无明显下降且符合规程要求,则判定该设备工频耐压试验合格。
互感器二次绕组及末(地)屏工频耐压试验并非随机进行,而是贯穿于设备的全生命周期管理中,主要适用于以下几类关键场景:
首先是新设备交接验收阶段。在互感器出厂后运抵现场安装完毕、投入前,必须进行交接试验。这是检验设备在运输、储存和安装过程中是否受到机械损伤或绝缘受潮的最后一道关口。由于现场环境条件与出厂试验存在差异,交接试验的耐压值通常按照相关国家标准中交接验收的标准执行,一般略低于出厂试验值,以确保既有考核力度又不损伤设备绝缘。
其次是日常预防性试验阶段。对于中的互感器,需按照相关行业标准规定的周期进行定期检查。通常情况下,110kV及以上电压等级的电容型互感器,其末屏对地绝缘电阻及耐压试验的检测周期一般为3年至6年。在预防性试验中,若发现绝缘电阻偏低、介质损耗因数异常或末屏接地不良等情况,需进一步通过工频耐压试验来验证绝缘的可靠性。
再次是设备检修后的验证阶段。当互感器经历大修、更换二次绕组接线或对末屏接地装置进行修复后,必须进行工频耐压试验,以确认检修质量符合要求。
最后是特殊环境或异常工况后的排查。当互感器遭受雷击、系统短路冲击等恶劣工况后,或者长期处于高湿度、重污秽等恶劣环境中,其内部绝缘可能发生不可逆的劣化。此时,应结合设备状态评估,提前开展包括工频耐压在内的诊断性试验,及时排查隐患。
在互感器二次绕组及末(地)屏工频耐压试验的实际操作中,往往会遇到一些技术难点与突发状况,需要试验人员具备丰富的问题处理能力与风险防范意识。
一、 二次回路未完全隔离导致的误击穿
这是现场最常见且极易被忽视的问题。在进行二次绕组耐压时,若端子排上的外部电缆未完全解开,高压将顺着二次电缆传导至继电保护室或控制室,导致微机保护装置插件击穿或电缆绝缘损坏。防范措施为:耐压前必须逐一核对接线图纸,确保所有与被试绕组相连的外部回路均已物理断开,并用绝缘胶布包扎裸露端头。
二、 末屏接地不良引发的悬浮电位
电容型互感器的末屏在中必须可靠接地,若末屏引出线断裂、接地螺丝松动或接地小套管受潮,在耐压试验时极易在末屏处产生悬浮电位,导致局部放电甚至设备爆炸。因此,在接线前必须仔细检查末屏接地回路的完整性,确保接地线接触面无氧化层,紧固力矩符合要求。
三、 表面泄漏电流对试验结果的干扰
在空气湿度较大的环境下,互感器表面的绝缘电阻会显著下降,大量泄漏电流沿表面流过,可能导致耐压过程中出现表面闪络,从而掩盖内部真实的绝缘状况。对此,可采取在瓷套表面加装屏蔽环并接至试验变压器高压端的方法,使表面泄漏电流不经过电流测量回路,从而准确反映内部绝缘的泄漏情况;或选择在天气晴朗、湿度较低的条件下进行试验。
四、 试验电压波形畸变
工频耐压试验要求施加的电压必须是50Hz的正弦波。若试验电源中含有大量谐波,或试验变压器的铁芯饱和,将导致输出电压波形畸变,使得实际峰值电压高于有效值,从而对绝缘施加了过高的电场应力。防范措施包括:采用独立、质量可靠的试验电源,配置滤波装置,必要时应使用峰值电压表进行监测,确保波形畸变率在允许范围内。
互感器二次绕组及末(地)屏工频耐压试验是评估设备绝缘健康状态的核心手段,其试验结果直接关系到电网的安全。任何试验环节的疏漏或操作的失当,都可能造成设备隐患的漏判或绝缘的不可逆损伤。
为此,建议电力企业在开展该项检测时,务必选择具备专业资质、设备精良且经验丰富的检测团队。试验人员不仅要严格遵守现场安全规程,更需深谙互感器绝缘结构与试验原理,能够结合绝缘电阻、介质损耗等各项参数进行综合研判。同时,应建立完善的设备绝缘状态档案,对历次试验数据进行纵向比对与趋势分析,从“合格与否”的定性判断向“寿命评估”的定量分析转变,真正实现设备状态检修与精准运维,护航电力系统的长治久安。

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