高精度阻容分压器的温升试验

作者： 国自电气 时间：2024-12-06 09:58:53 阅读：29

目采用等电位屏蔽技术及温升控制技术方案，设计开发了200及500kV高精度阻容分压器 样机(见图)，样机采用模块化级联设计理念，一次分压器由封装有阻容单元的绝缘子组件串联叠装组成。绝缘子组件串联数量根据额定电压等级确定。如500kV时，绝缘子组件数量为2节，200~250kV时绝缘子组件数量为1节。

为验证本文所述高精度测量技术的有效性，对高精度 阻容分压器 样机进行如下试验:

1)安装及未安装屏蔽电容时高精度阻容分压器次分压器交流分压比对比试验

2)高精度 阻容分压器 温升试验，在温升试验前后测量阻容分压器 高压臂电阻及电容值，计算阻/容偏移值，在温升试验前后进行直流/交流分压比试验。

1 交流分压比对比试验

受限于试验设备能力及试验可操作性，仅对200kV 高精度 阻容分压器 样机进行本试验。样机高压端施加100kV工频交流相电压。为便于评估杂散参数对高精度 阻容分压器 测量精度的影响，该试验对象仅为样机分压器部分，未涉及二次信号采集系统。使用OI857II数字万用表测量标准交流分压器及样机分压器输出电压，标准分压器型号TJF150-300，额定电压 150kV。

试验结果表明，额定测量电容为800pF，未安装屏蔽电容的高精度阻容分压器杂散电容附加误差实测值为0.28%。安装屏蔽电容后，高精度阻容分压器杂散电容附加误差实测值为0.05%。实测值与理论计算值较为接近，验证了本文数学模型的正确性及等电位屏蔽技术的有效性。

2 温升试验

200kV 高精度 阻容分压器样机电阻热电流设计值1mA,对样机高压端施加263kV直流电压(1.25Um)在分压器绝缘予内部的顶部法兰与底部法兰表面分别布置无线测温传感器实时监测绝缘子顶部与底部法兰温度，每隔30min 记录一次各测点温度。

由结果可知，在温升试验前后，阻容分压器顶部法兰温升、电阻/电容值变化的实测值与计算值基本一致，证明了本文提出的温升计算方法的有效性，可以用于指导 阻容分压器 主参数设计、关键元件选型及整体结构设计。

由数据可得，温升导致 阻容分压器 直流分压比比差的变化约为 0.02%，交流分压比比差变化为0.11%本文进行温升计算时假定 阻容分压器 低压臂元件温度与环境温度一致，但实际上虽然低压臂元件均布置于绝缘子外部，其散热效果好于高压臂元件，但低压臂元件同样存在工作温升，对分压比起到了一定的补偿作用。因此温升导致的阻容分压器直流/交流分压比误差小于电阻/电容值变化带来的误差。

结论

本文研究了杂散电容与温升对阻容分压器测量精度的影响，提出了可有效提高阻容分压器测量精度的技术方案，对比分析了传统阻容分压器与高精度阻容分压器的传变原理与误差影响。基于等电位屏蔽技术与温升控制方案设计开发了高精度阻容分压器样机并通过测量性能对比试验验证了高精度测量技术及温升算法的有效性，所述技术对于指导阻容分压器 主参数设计、关键元件选型及整体设计具有重要意义。

首次提出采用阻容回路的等电位屏蔽技术并成功将该技术应用于高精度阻容分压器样机的研制,相对于传统 阻容分压器 交流信号测量精度提高了2个测量等级。

针对温度影响测量精度问题，不同于传统的被动散热思路，创新提出并实现了通过优化主电气参数设计，减小 阻容分压器 热功率的技术方案，将温升降低了数倍之多，有效提高了测量精度。

受限于目前的测试手段与条件，无法在试验过程中精确测试阻容分压器 高低压臂电阻/电容元件表面温度，无法对温升计算方法进行精确优化。本文依据阻容分压器 法兰温度数据及经典传热理论推导出的阻/容值变化计算值与实测值已较为接近，为工程用阻容分压器 主参数设计、产品的阻/容元件选型提供了新思路。