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（七月）附加仪表绕组显示试验电压的弊端

刘彦刚

2011/07/07

仪器检定/校准/计量

附加仪表绕组显示试验电压的弊端
刘彦刚
（江西省萍乡市计量所，江西萍乡，337000）

摘要 本文分析了，试验变压器通过附加仪表绕组显示试验电压，存在当试品为较大容性负载时，试品上电压实际值高于示值；当试品为较小容性负载且输出电压较低时，试品上电压实际值又低于示值的弊端。指出为了准确示值应该在试验变压器输出端（即试品两端），通过电压互感器或阻容分压器的高电压测量装置，或静电电压表显示试验电压。

关键词 附加仪表绕组；试验电压；弊端

0 引言

我们萍乡地区电瓷生产厂家众多。为了确保产品质量，出厂前要严格按照国家标准进行各项检验。其中主要电气性能的检验有电火花试验例行检验和油中击穿抽样检验。该两项目的检验都要使用耐电压试验装置，分别产生几十千伏和一百几十千伏的高电压。不少电瓷生产厂家为了节省耐电压试验装置的投资，大都采用在耐电压试验装置的试验变压器上附加仪表绕组，并接一只二次电压表，按设计倍率显示试验电压，如图1所示。

但是，该试验电压显示方式存在弊端。

1 试品为较大容性负载时试品上电压高于仪表绕组示值

对于主要的电瓷产品XP—70型悬式绝缘子，结构如图2所示，其钢帽和钢脚与之间的绝缘材料（瓷体）相当于一只电容器。

对其进行电火花试验例行检验时，常常同时并接有约100只试品，相当于约100只上述电容器并联，接于试验变压器高压输出绕组两端。与试验变压器高压输出绕组的等效电感器串联，等效电路如图3所示。

根据该产品的爬电距离，及环境温度、湿度及大气压，检验时应施加约75kV电压5分钟不击穿。由于电感上电压 UL与电容上电压UC相位正好相反，且E=UL+ UC。使得电容——即试品XP－70型悬式绝缘子上电压UC，有可能高于高压输出绕组从输入绕组感应得到的电动势E。而附加仪表绕组按比例显示的电压，即为上述高压输出绕组从输入绕组感应得到的电动势E。所以当试品为较大容性负载时，试品上电压会高于仪表绕组示值。
例如，某电瓷厂用YD—25/150型试验变压器，输出电压0~150kV，对104只XP—70型悬式绝缘子进行电火花试验例行检验时，我们同时用100kV阻容分压器构成的数字式高电压测量装置（即数字高压表），按图1所示方式测量试品两端的电压，测试结果如表1所示：

表1 某厂电火花试验例行检验时试验电压测试结果

附加仪表绕组电压
示值/kV
数字高压表测得
试品两端电压实际值/ kV
25
26.7
50
56.2
75
85.9

据测试结果可知：当附加仪表绕组示值为75 kV时，试品两端承受的电压实际值达85.9 kV，高出75 kV试验要求的电压10.9 kV，显然是不应该的。如果试品是对试验电压要求准确度较的产品，很可能会损坏产品，造成不必要的损失。

2 当试品为较小容性负载且输出电压较低时，试品上电压又低于仪表绕组示值

对主要电瓷产品XP—70型悬式绝缘子，进行油中击穿抽样检验时，仅一只XP—70型悬式绝缘子接于试验变压器高压输出端。显然此时对于试验变压器，较电火花试验例行检验时容性负载轻得多。
例如，某电瓷厂用YD—100/250型试验变压器，输出电压0~250kV，对1只XP—70型悬式绝缘子进行油中击穿抽样检验时，我们同时用300kV阻容分压器构成的数字高压表，亦按图1所示方式测量试品两端的电压，测试结果如表2所示：

表2 某厂油中击穿抽样检验时试验电压测试结果

附加仪表绕组电压
示值/kV
数字高压表测得
试品两端电压实际值/ kV
50
40.0
100
98.8
150
147.9
200
203.5

据测试结果可知：当附加仪表绕组示值为50kV时，试品两端承受的电压实际值仅40.0 kV，试品两端承受的电压实际值较仪表绕组示值低了10.0 kV，显然这会导致错误地高判试品的电气强度，这更是不应该的。因为这将使得确保产品质量——生产厂家的根本得不到保障。当附加仪表绕组电压示值达100 kV以上时，附加仪表绕组示值才与试品两端承受的电压实际值相差无几。
之所以会出现当试品为较小容性负载，且输出电压较低时，试品上电压又低于仪表绕组示值。经分析得知：因为对于输出电压为0~250kV的试验变压器，当输出电压仅约为50kV时，其铁芯的磁通密度自然较输出近250kV时小得多，此时单位电流能产生的磁通要较输出近250kV时多。而铁芯线圈的电感L=Φ/i ，式中Φ为电流 i 产生的磁通。所以此时试验变压器的内感抗XL更大，自然内阻抗压降更大，所以输出电压较低。当输出电压与250kV更相近时，磁通密度更大，相对地内阻抗压降更小，使得输出电压才更接近附加仪表绕组示值。

3 结束语

为了准确显示试验电压，既不要造成没有必要的损失，更要确保产品质量这生产厂家之根本。我们建议：耐电压试验装置应该采用，按图1所示方式直接在试验变压器高电压输出端（即试品两端），通过阻容分压器构成的高电压测量装置或静电式电压表显示试验电压。

作者简介: 刘彦刚（1959~ ）男，江西萍乡人，萍乡市计量所注册计量师

通联：江西省萍乡市计量所（337000）刘彦刚

地址：江西省萍乡市文昌路萍乡质监大楼308室

手机：13979972566 pxsjlslyg108@163.com

2011-07-06

附件：

通过附加仪表绕组显示试验电压的弊端.doc

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yuduoling

第1楼2011/07/07

楼主写了不少原创啊，支持你了。
一看楼主就是一个平常工作细心，善于总结的人

0

刘彦刚

第2楼2011/07/07

应助达人

谢谢鼓励！可惜我们坛子里从事电学计量的不多，该贴在此意义不很大！
不过你说得有些对，我真的很爱自己的工作！对工作中遇到的问题很愿意去思考！
下个月争起发理化计量方面的贴子。
yuduoling(yuduoling) 发表:楼主写了不少原创啊，支持你了。
一看楼主就是一个平常工作细心，善于总结的人

0

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