1电容式电压互感器（CVT）电压互感器［1］（PT/VT）是用来变换线路电压的设备，主要功能是测量线路的电压、功率和电能。电压互感器是电力系统中不可缺少的一种设备，在各电压等级都发挥着重要作用，其主要用于电压测量、电能计量、继电保护和自动控制等方面。电压互感器根据结构型式主要分为电磁式、电容式和电子式三种。目前新型的电子式互感器发展迅猛，其具有很多优异性能，但是由于其稳定性和可靠性较差，无法成为法定计量设备，所以电力系统中使用最广泛的电压互感器仍为电磁式电压互感器（PT）和电容式电压互感器（CVT）⑵。文献［3］中统计了截至2015年广州电网各类电压互感器的使用情况，电磁式、电容式、电子式使用量占比依次是18.58%、81.30%、0.12%，可见电容式电压互感器的使用数量占据绝对优势。PT本质上是一台容量不大的变压器，其在低压等级的测量准确度较高，但随着电压等级的升高，其绝缘可靠性变低，成本也更为昂贵。CVT是由电容分压器和电磁单元组成，先通过串联电容进行分压后接入电磁单元，电磁单元与PT相似，所以CVT具有PT的全部功能外还有以下特点：电容分压器的分压大大提高了CVT的绝缘性能，使得它在电磁单元绝缘水平较低时也可以对高电压进行转换；内部电容器可以通过耦合作用在长距离通讯、远方测量、线路高频保护等方面发挥载波作用；制作工艺不复杂、易于维护、经济性显著［4］。所以CVT广泛应用于llOkV及以上电压等级的电网中。从结构上看，CVT比PT多出一套电容分压装置，且其多用于电压等级较高的电网中，所以其故障率也会有所升高。我们最大CVT被广泛应用于超高压、特高压电网中，所以会经常出现在高海拔、大温差、易覆冰、易污秽等复杂地理环境中，环境因素会很大程度地影响其测量准确度，它的故障发生率也会有所上升［2］。所以我们主要针对电网中使用最为广泛的电容式电压互感器进行了研究。aC55NOIn°2aO2n9daD小dnCi牛TG图1-1电容式电压互感器基本原理图电容式电压互感器主要由电容单元和电磁单元两部分组成，其并联在线路上，先通过电容分压得到10~20kV的电压，然后再经过电磁单元变换成所需的检测电压［5］。电容分压器由瓷套和装在其中的若干串联电容器组成，瓷套内充满着绝缘油，并用钢制波纹管来1・1CVT的基本原理持在O.IMPa；电磁单元由装在密封油箱内的变压器、补偿电抗器、避雷器和阻尼装置组成，油箱顶部的空间充氮［6］。CVT的结构原理如图1,1其主要分为以下几个部分⑺：1）分压电容器C「C2：用于将一次系统高压进行分压，取得较为合理的中间电压，假定输入端电压为u1n,则分压得到的中间电压U为：U］=¥。通过选择合理的电容值，ci（2即可获得需要的中间电压。采用电容分压可以使电压分布比较均匀，从而提高了介质的耐压强度，使CVT的绝缘性能增强。2）中间变压器T：将中间电压按变比变换为低电压，便于测量。3）补偿电抗器LT：使工频下电容分压器的等效电容与补偿电抗器发生串联谐振，以使测量结果不受负荷变化影响；而且可以减小电容式电压互感器自身的阻抗，提高其带负载能力和测量精度。4）测量用二次绕组端子1a~1n:主要用于稳态测量，接额定负载和测量仪器。5）计量用二次绕组端子2a~2n。6）保护用二次绕组端子da~dn:接有阻尼绕组D,抑制铁磁谐振和谐振过电压。7）电磁单元端子e1~e2：接入耦合载波装置，此时的分压电容用作耦合电容在继电保护载波通信中使用。8）放电间隙G：在分压电容作为耦合电容时对载波回路起到电压保护的作用。9）避雷器F：保护装置。1・2CVT的故障分析电容式电压互感器是由电容分压器和电磁单元两部分组成，其兼顾电压互感器和耦合电容器两种设备功能，所以故障发生率也会相对较高。由于设计水平、工艺水平、原材料和环境因素等的影响，CVT存在的隐患还是较多的。近年来电容式电压互感器常见的故障主要有：1）分压电容故障电容式电压互感器电容故障主要是由于分压电容发生短路击穿、电压互感器内部受潮导致电容故障等。电容式电压互感器内部的电容是由许多小电容串联组成的，由于系统发生铁磁谐振或者厂家设备质量问题等，其中一部分小电容会发生击穿，若测量其电容量发现其电容值明显超标，则说明内部...
