DL∕T 1015-2019 现场直流和交流耐压试验电压测量系统的使用导则（代替DL∕T 1015-2006）.pdf

ICS 27.100 F20 中华人民共和国电力行业标准DL/T 1015 -2019 代替DLlT1015 -2007 现场直流和交流耐压试验电压测量系统的使用导则Guide for application of voltage measuring system in DC&AC high voltage tests on site 2019-06-04发布2019-10-01实施国家能源局发布DL/T 1015 -2019 目;欠前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 l范围. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2规范性寻|用文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3术语和定义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4现场直流耐压试验测量系统的使用要求l 4.1对直流试验电压测量系统的要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4.2直流试验电压测量系统的分类. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4. 3直流试验电压测量系统的校验周期.3 4.4直流试验电压测量误差的影响因素及减小误差的方法3 5现场交流耐压试验测量系统的使用要求.4 5. 1对交流试验电压测量系统的要求.4 5.2对交流试验电压测量系统的分类.4 5. 3交流试验电压波形的校核.6 5.4交流试验电压测量系统的校验周期. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 5. 5交流试验电压测量误差的影响因素及减小误差的方法.7 附录A (资料性附录)现场直流和交流耐压试验中测量误差的分析和估算方法.8 DL/T 1015 -2019 目IJ1=1 本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准是对DLlT1015-2006 0.35时，其测量误差将大于3%。因此，使用静电电压表测量直旨在电压平均值时，被测直流电压的纹波因数S应小于3%。4. 4. 4 现场带电物体的电场引起的测量误差当高阻值电阻器与直流做安表串联的测量系统的电阻元件暴露在空气中，并且靠近直流高压导线时，高压导线的离子流会引起测量误差。如果电阻元件装在绝缘套管里，可以减小离于流寻|起的测量误差。带交流电压的导体的电场不会引起上述直流电压测量系统的电压平均值的测量误差。当使用电阻分压器与低压有效值电压表的测量系统时，如果靠近交流高压导体，交流高压导体的电场会引起直流电压平均恒的测量误差。用远离交流高压导体的办法减小或消除交流高压导体电场引起的测量误差，其估算方法见附录A的A.l。为了减小高压部分对低压测量回路的影响，必要时可将低压元件和测量仪表装设在金属屏献盒内，并将屏蔽盒接地，低压测量的连接导线采用屏蔽线。3 DL/T 1015 -2019 5 现场交流耐压试验测量系统的使用要求5. 1 对交流试验电压测量系统的要求交流试验电压值是指其峰值除以-fio试验电压一般应为频率在10Hz500Hz的正弦交流电压。如果峰值与有效值之比在d土15%之内，则正弦波形的微小畸变不影响高电压试验的结果。应采用经有效溯源的测量系统进行测量，一般情况下，要求测量试验电压峰值的不确定度为5%。测量系统中互感器和电压表的频率特性应能满足试验电压频率特性的要求。5. 2 对交流试验电压测量系统的分类5.2. 1 一般原则交流试验电压的测量系统一般包括:a) 电容分压器与低压电压表的测量系统;b) 电阻分压器与低压电压表的测量系统;c) 高压电容器与整流桥串联的测量系统;d) 高压电压互感器:e) 高压静电电压表:f) 高压电容器与交流毫安表串联的测量系统，5. 2. 2 电容分压器与低压电压表的测量系统电容分压器与低压电压表的测量系统的原理接线图如图3所示。C I 1 Cj Uj C2 Cj-电容分乐器的高乐白电容C2-电阳分ffi器的低照自电容(包括测:E;电缆的电容); v-压压电压表u/-tJ.:t测交流试验电压h-压压电压表的指习、但图3电容分压器与低压电压表组成的测量系统的原理接线图高压臂电容可以用便携式高压电容器、高压标准电容器以及变压器的电容式套管、断路器的均压电容或电流互感器的末屏电容。如果用便携式高压电容器作为高压臂电容，其电容值(pF)与其高度(m)之比应不小于(3040)pF1m 0 低压电压表可以用有效值电压表，也可以用峰值电压表，或者同时接这两种电压表，同时要求所用低压电压表的等效输入阻抗应大于或等于分压器低压臂容抗(11C2)的100倍。通常用静电电压表或数字式电压表可以满足这种要求。5. 2. 3 电阻分压器与低压电压表的测量系统4 DL/T 1015 -2019 电阻分压器与低压电压表的测量系统一般是用于测量100kV及其以下的交流试验电压，其原理接线图与图2相同。低压电压表宜选用高输入阻抗的静电电压表或数字式电压表，以避免电压表的输入阻抗对电阻分压器分压比的影响。5. 2. 4 高压电容器与整流桥串联的测量系统高压电容器与整流桥串联的测量系统的原理接线图如图4所示。当交流试验电压为非正挂电压，旦正负半波对称而仅含一个波峰，这时可以用图4所示的高压电容器与整流桥串联的测量系统测量交流试验电压的峰值。由直流毫安表的指示值ld和高压电容值C得到交流试验电压U的峰值为I U. =.:.!:!.一-m 4f 飞/l /t 式中:广一一被测交流电压的频率。对自压电容器C的要求与5工2中对电容分压器高压臂电容器CJ的要求相同OO c I DJ D2 U D3 一一一一-.I d D4 DlD4一整流一极甘;c -il二l二山容mA-山1Jrt表Jd-一山ijiL表的指孟毡u-被测交流试验也l二l二图4高压电容器与整流桥串联的测量系统的原理接线图5. 2. 5 高压电压互感器与低E电压表的测量系统高压电压互感器与低压电压表的测量系统的原理接线图如图5所示。由高压电压互感器的电压比K和低压电压表V的指示值白得到被测的交流试验电压值为UJ =KU2 (2) 电压互感器的电压比K可以在试验室里校验得到或采用工厂提供的铭牌值。如果高压试验变压器有测量线圈，其电压比是经过校验的，也可以用来测量交流试验电压，旦应注意被试品的电容和试验变压器的漏磁电抗及电源频率可能引起的测量误差。5 DL/T 1015 -2019 v-l民压电压表Uj-被测交流试验电压U2-低压电压表的指示值图5高压电压互感器与低压电压表的测量系统的原理接线图5. 2. 6 高压静电电压表试验电压不高于30kV的场合下，可采用静电电压表进行现场测量。用高压静电电压表可以直接测量交流试验电压，在测量前应当检查静电电压表的性能是否良好，测量时应无风吹和无电晕发生，并保持绝缘支柱表面清洁干燥。5. 2. 7 高压电容器与交流毫安表串联的测量系统高压电容器与交流毫安表串联的测量系统的原理接线图如图6所示。在读取毫安表的指示值时，应同时读取被测交流试验电压的频率。对高压电容器C的要求与5工2中对电容分压器的高压臂电容器Cl的要求相同。由高压电容器的电容值C和交流毫安表的指示值I得到被测的交流试验电压U，如下:式中伊一一被测交流试验电压的角频率:产一-被测交流试验电压的频率。L UI什Ic-高压电容mA-电流表T电流表的指示值U-被测交流试验电压图6高压电容与交流毫安表串联的测量系统的原理接线图5. 3 交流试验电压波形的校核5.3.1 用交流试验电压的峰值与其有效值的比值的校核方法U=土(3)C OF2J扩(4)在图3所示的电容分压器的低压臂电容巳上同时接低压峰值电压表和低压有效值电压表，同时读取被测交流试验电压的峰值Um和有效值U，计算二者的比值，要求比值Um/U在J2士15%的范围内。6 DL/T 1015 -2019 5. 3. 2 谐波分析仪的校核方法把谐波分析仪接在电容分压器的低压臂电容C2上，得到被测交流试验电压的各次谐波分量的峰值和有效值，要求电压的总谐波畸变率不大于5%。5. 4 交流试验电压测量系统的校验周期现场交流耐压试验所用的交流试验电压测量系统每两年应校验一次。5. 5 交流试验电压测量误差的影响因素及减小误差的方法5.5.1 低压电压表输入阻抗及测量电缆的电容引起的误差低压电压表的输入阻抗及测量电缆的电容都会影响所用分压器按分压器的元件参数计算所得的分压比。因此，这时应使用高输入阻抗的低压静电电压表或数字式电压表，并将测量电缆的容抗计入分压器的低压臂，得到低压臂的等效阻抗，重新计算分压器的分压比。使用电容分压器时，可将测量电缆的电容Co并入分压器的低压臂电容C2中，得到其等效电容C重新计算分压器的分压比K= (C1 + C) / C1 0 5. 5. 2 带电导体引起的误差对基于电容分压器的交流试验电压测量系统，其分压比易受测试系统内部高压连接寻|线、分压器本体、测试系统外部带电导体产生的杂散电容的影响。此时，测量误差的估算方法见附录A.2o为了防止高压部分对低压臂测量回路的稠合，应把整个低压臂置于接地的金属屏蔽盒内，测量低压臂电压的导线采用屏蔽电缆。为减小寄生电容引起的误差，可以在串联式高压电容器的顶端装设直径较大的屏蔽电极，必要时在电容器的分段处也装设屏蔽罩。屏蔽电极的由率半径应足够大，且表面要光滑。顶端屏蔽电极的直径一般为电容柱高度的1/4 1/30 5. 5. 3 高压连接导线上的电晕放电引起的误差由于高压连接导线上的电晕放电会引起测量误差，因此应设法消除高压连接导线上的电晕。比如增大高压连接导线的直径，以避免发生电晕放电。7 DL/T 1015 -2019 附录A(资料性附录)现场直流和交流耐压试验中测量误差的分析和估算方法A. 1 带电导体引起的直流电阻分压器测量误差的估算方法在进行直流耐压试验时，直流电阻分压器可能会受带交流电压导体电场的影响。为了确定这种影响的性质和量值的大小，可以采用图A.l所示的接线来测定稿合电容电流。K f飞心Gb。一一一一一-U DC f毛。一一一一一-t产直流电压K-试验刀闸DC直流高压发生器Rd保护电阻s被试品:R电阻分压器的高压臂电阻巳电阻分压器的低压臂电阻Ib辅合电容电流:Eb 带交流电压导体的等效电势Gq带交流电压导体与直流分压器之间的等效相合电容;V电压表Ub电压表指示值图A.1测量带电体与电阻分压器之间搞合电容电流Ib的原理接线图图A.l中S为被试品，Eb和Cbeq分别为带交流电压导体的等效电势和该导体与直流分压器之间的等效相合电容，DC为直流高压发生器，Rl、尼分别为电阻分压器的高压臂电阻和低压臂电阻。在直流高压发生器不加工作电压U，即直流高压发生器无输出电压的情况下，在电阻分压器低压臂电阻R2上接一个小量程的高输入阻抗的有效值电压表V，由电压表的指示值Ub得到相合电容电流的有效值为IL二旦CA.l) V R、在存在调合电容电流Ib的情况下进行直流耐压试验时，接在电阻分压器低压臂电阻岛上的电压表(静电电压表或数字式电压表)的指示值为飞=U2 +可(A.2)式中Ud2一一电阻分压的低压臂电阻品上直流电压的平均值。因此，相合电容电流，即带交流电压导体电场引起的测量误差为人-u.用1!U,_ ) 8Ud2(%)=一L-11土xl00%z一Ir-TtJ I xl00% (A.3) Ud2 2 . Ud2) 8 DL/T 1015 -2019 A. 2 带电导体引起的交流电容分压器测量误差的估算方法在进行交流耐压试验时，交流电容分压器可能会受带交流电压导体电场的影响造成测量误差。误差的估算方法如下:图A.2是从高压电容的低压端L看进去的等效电路图，图中Ceq和Req分别为高压电容的等效电容和等效绝缘电阻c叫和Cbeq7J别为连接导线和带电导体与高压电容之间的等效稠合电容Ib为等效稠合电容电流。C, 平qC凶r连接导线与高压电容之间的等效藕合电容H-高压电容的高压端L-高压电容的低压端Rr高压电容的等效绝缘电阻c呵-高压电容的等效电容Cb叫-带电导体与高压电容之间的等效稠合电容Ib-等效相合电容电流图A.2高压电窑的等效电路图A.3是用西林电桥测量等效稠合电容电流Ib的原理接线图。J): |旷/Eb b -、巳i川s-试验电源Tj-调压器T2-试验变压器Us-测试电压CN-标准电容器C4.R4. R3-西林电桥的低压臂G-分流计:-等效相合电容电流Cl-电容分压器高压臂电容Cl-电容分压器低压臂电容c丁b町带电导体与高压电容之间的等效榈介山容:Eh-带交流山1:h导体的节效山势图A.3用西林电桥测量等效搞合电容电流的原理接线图由平衡后的西林电桥参数得到等效相合电容电流人的有效值和Ib超前电桥的测试电压Us的相位角吼分别为1,_ = CNUs CA.4) RJL+毗)2饥=陪l一一CA.5)oL4R4 可以把高压电容器的等效绝缘电阻Req的影响忽略，这时由图A.2得到高压电容器的实测电容值为9 DL/T 1015 -2019 1 日inrp1C:=C+C+.:.2.:一一一旦(A.6) i叫叫Us式(A.6)表明:在有带电导体电场(即电流1b )影响的条件下，高压电容器的实测值CJ与搞合电容电流Ib和测试电压Us有关。Ib愈大，使C(愈大。当Ib为一定值时，电桥的测试电压Us愈高，会使Ib的影响愈小。因此，在使用西林电桥测量可时，应使用高电压进行测量，这时可以忽略周围带电导体电场的影响。图A.4是电容分压器的计算用等效电路图。由图A.4和式(A.6)得到被测交流试验电压的计算值UJC:+C叫(.c -1 . -2 U、=I 1 +.:.L IU气C; L C;) L = r 1+ C2 lu叶飞C叫+C叫+人sm吼/Us)今(A.7) Uj O L J叮7fC2 O Uj一山容分l二hii JJi臂山上l二:飞一也容分JJi器低压臂电压:CJ电容分压器高压臂电容:C2-电容分压器低压臂电容UI-实际试验电压:U2-电容分压器低压臂电压;C，-i;/jJJi山容的等效山容CCq连接导线与idJJJi也容之nJl的等效Li合电容C;q一高压电容的等效电容:q一带电导体与高压电容之间的等效祸合电容;Ib-等效相合电容电流;Eh-带交流电压导体的等效时1势图.4电容分压器计算用等效电路图图.5考虑带电导体影响的电容分压器的等效电路图图A.5是测量交流试验电压时所用电容分压器的等效电路图。图中Uj为实际试验电压。由图A.5得到的交流试验电压值Ul为I(C叫+C叫+C2)U2-Ih / j I (A.8) Cceq + Ceq 因此，由式(A.7)和式(A.8)得到被测交流试验电压的相对测量误差为10 DL/T 1015 -2019 即，(%)=(平XIOO%=(: -1100% (A.9) I! , . C7 (Ccea +Cea)U2 , 1 =111+ -L Ix 叫叫.一llx1 C叫+Ceq+ Ib sin吼/Us)I (C叫+Ceq+飞)U2一人/jI1 当Us与Ut同相位，而Ib超前Ut的相位角等于900时，试验电压的测量误差为最大。&11 (%)mx = 111 +飞|E 川队|飞C叫+C叫+Ib/Us) (A.lO) C+C 叫叫一llxl00%C叫+Ceq+C2 -Ib /U2 在进行电力变压器绝缘的感应耐压试验时，如果用变压器的电容套管作为电容分压器的高压臂电容，这时虽然没有高压连接导线，但在测量电容分压器的高压臂电容时仍会有连接导线的影响。因此，这时试验电压可能存在的最大测量误差为式(A.ll)中:汉人(%)lmx = 11 1 + 飞| 4川1 C叫+C叫+Ib/Us) C 叫一llxl00%Ceq +C2 -Ib /U2 (A.II) C叫、Us一一分别为用电桥测量高压臂电容时连接导线与高压电容之间的等效稠合电容和电桥的测试电压。11