一种频域阻抗法用于诊断CVT介质缺陷的应用讨论

一种频域阻抗法用于诊断CVT介质缺陷的应用讨论

罗传胜,朱时阳,李春雷,唐小峰

广西电网有限责任公司南宁供电局

摘要：

本文讨论和浅析了电容式电压互感器（CVT）介质缺陷引起频率阻抗变化的因素，提出扫频阻抗法诊断CVT缺陷的谐振频率，增益，参考值等关键参数的评估重要性，讨论了引起CVT分压电容内部击穿、绕组匝间短路的频域法诊断的几个关键问题。

关键词：

CVT  阻抗谐振缺陷频域

1背景

电容式电压互感器CVT组件较多，受到现场环境影响，介质缺陷的常用测试工具工频或低频介质损耗测试数据波动较大，尤其是受环境温度、湿度变化影响的场合。同时环境电场也会影响介质损耗的测量。探讨其他的测试方法以减少环境温湿度干扰是非常必要的。

2频域阻抗法

高压设备介质阻抗实质是多个分支、分布参数的组合，当高压设备介质存在缺陷或故障隐患时，可以认为在分支阻抗回路或分布参数发生了电参数的改变。这些电参数的改变有些以绝缘油受潮、裂缝、形变、接头高温烧蚀、密封不良的一个或多个并存因素等造成，因此分布参数或等效分支回路的阻抗电参数变化程度随缺陷或故障的严重程度及故障性质而定，因此开展频域阻抗法频带宽，覆盖的分布参数灵敏度满足条件下能降低温湿度变化的环境影响。为了尽可能捕捉到微弱的电参数异常，应该有足够高的频率带宽。

   另一方面阻抗参数的测量有些是以稳定量分析的，有些以过渡过程展现，因此测量时有几个因素比较关键：

（a）介质阻抗异常参数对试验信号的响应灵敏度问题。譬如试验电压幅度、试验信号的波形、不同试验信号频率的间隔时间等。

（b）如何将故障隐患与频域阻抗关联。

3反射法与传输法

   针对CVT不同的测试接线环境，考虑了频域，波形，故障隐患识别等多个因素，提出了反射法和传输法两种模式，对比列表如下。

表1：CVT测试选择的反射法和传输法优缺点对比

由表1，传输法和反射法各有优缺点，反射法接线简单，可用于CVT的低压电容末屏端，也可用于套管末屏接线测试。传输法则相对灵活，但如果被测设备传输模型缺乏经验值，则很难区分是否存在异常。反射法尽管也有类似问题，但测试线缆本身可作为参考，因此提出了优选反射法的无经验曲线的自身线缆参考分析方法。

4 反射法的参考数据分析

本文提出的反射法是基于反射桥原理实现，通过反射桥自身的频域或物理长度不变的预设条件，将被测CVT作为反射桥的负载情况下，实现反射量的分析，并据此诊断CVT的健康状态。

图1：反射法基本原理

如图2所示，基本分析流程如下：

（1）获得已知的反射桥物理长度L0、频响特征Fds（对应负载短路或开路）；

（2）连接被测CVT，然后测试新的反射桥物理长度Lx、频响特征Fdsx，

（3）计算物理长度L和频响Fds量值差,△L=L0-Lx, △f=Fds(n)-Fdsx(n)，其中n为选择的频域轴上的某个频率点，通常为第一个频域峰值阻抗对应的频率。

典型的频域阻抗曲线如图2所示，峰值频率为2.56MHz：

图2典型的CVT低压电容C2末屏频域阻抗图（L0=6.8米）

图3：典型的CVT反射电桥实测距离曲线(X轴-距离,Y轴-反射增益)

图4：CVT频域阻抗法测试图片

5 经验分享、讨论

反射法有较好的优势在于不仅可以分析频域数据（图2），还可通过运算获得时域数据（图3），两者结合能提高故障判别的质量。为了提高测试带宽，可以采用方波+高次谐波同步测量的方法实现多个频率点同步测量，以提升测试速度。经过运算后从时域曲线观测，反射的物理部件是不连续，有多个设备介质的特征，这非常符合低压电容末屏接入后经过低压电容出现高压电容和降压变压器两个并联分支回路的情况。深入的分析可以通过逻辑判断，如频域轴偏移的频率量值和距离轴变化的量值进行分析。当然在获得一定数据样本情况下，通过频域曲线的频谱特征也可以观测到异常。

6结论

本文针对CVT测试的频域阻抗法进行了介绍，对比了反射阻抗法和传输阻抗法，结合实测图谱，重点讨论了反射阻抗法的特征和分析方法。反射阻抗法可通过窄带方波及其高次谐波实现，具有快速测量，利用自身的反射桥实现量化对比有较好的应用前景。

7 参考文献

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