半绝缘与全绝缘电压互感器的应用分析

半绝缘与全绝缘电压互感器的应用分析

阿布力肯木·吾甫尔

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摘要：以处理电压互感器运用中出现的问题为目的，应该深入了解半绝缘、全绝缘电压互感器具体的应用原理，所以，需要结合当前运用的情况，详细分析具体的运用方法与措施，可以测出智能电网电场数值，增强实际的应用效果。

关键词：半绝缘；全绝缘；电压互感器装置；应用

引言：在智能电网运行时，电压互感器属于电场测量中必不可少的设备之一，一方面，能够及时、准确测定并统计智能电网电力回路中的电压与电流参数，带给智能电网安全可靠性很大的影响，推动了智能变电站建设的进程。虽然电压互感器得到了推广和运用，仍然会出现很多缺陷与不足，造成很大的危害。为此，如何利用半绝缘全绝缘电压互感器至关重要。

1.半绝缘电压互感器的运用

具体应用此种电压互感器装置时，能够在智能电网中发挥出良好的作用。当测定电场数值的过程当中，可以发挥出相位延迟器的功能。在测量系统中涵盖了诸多的部分，比如，起偏器、电光体等。系统的具体结构情况如下图1所示。

图1测量系统自身的结构图

具体进行运用时，可以把起偏器、检偏器放到电力回路的两端上，能够准确测定出电力回路的相位差，能够得到电场强度数值。电压互感器的输出电压强度I如下：

  （1）

结合上式，不难获悉，I1代表起偏器的输入电压强度；α代表电力回路的相位差；β代表起偏器的偏振方向。电压互感器的输入电压强度主要和外加电场产生的相位差、起偏器的偏振方向等密切相关，为此，进行电路设计的过程中，要求起偏器和检偏器的偏振方向保持相反的状态。当电光体处于交流电压的作用环境中，所产生的相位差α属于交流量。公式（1）为常见的偶函数，输出电压强度I的频率为α频率的2倍，无法呈现出电力回路中的电压变化情况，为此，电压互感器可利用三次开口三角绕组，并增设消谐器实施1次消谐，同时运用串联灯泡的形式达到2次消协的效果，1次实现所输出的电压强度I和相位差α保持对应的关系，鉴于相位差和外加电压呈现出正比的关系，具体的公式为：

         （2）

从上式（2）中可知，电光体折射系数可以利用m进行表示；电光体线性光电系数可以利用n进行表示；外加电压可以利用v表示；电压幅值则利用δ表示；角频率利用ω表示。把（2）带入（1）中后，借鉴电压、相位差之间的关联性，可以得到具体的电压强度与相位差数值，能够完成测量与分析的任务。

在供电系统运行的过程中，电压互感器装置所发挥出来的作用是毋庸置疑的。当开展电气测试实验时，需要将精密电压互感器作为首选，确保所测量电压与功率的精准性。和变压器较为近似，能够达到对电压进行转换的效果。

参考输电与用电具体的状况，处于线路中的电压也存在着很大的差别，需要加以关注与重视。为了提升电压值测定的精准性，需要参考电压大小数值，科学制造出低压、高压电压表与相关设备，一方面，增加了设备制造工作开展的难度；另一方面，无法以直接的形式测定高压线电压。

2. 全绝缘电压互感器运用

具体应用这种电压互感器装置，能够在220kV电网中发挥出良好的作用。鉴于电压等级是非常高的，为此，可以在该结构内加入相关电容分压器设备，具体的应用原理如下图2。

图2全绝缘电压互感器的应用原理图

在实现电容分压器装置输出端、运算放大器密切连接的效果以后，所输出的电压信号公式：

    （3）

结合上式（3）可知，放大器装置电压数值利用A表示；电容分压器输出的电压信号利用w表示；互感器、干扰静电场源之间形成的耦合电容利用C1表示；电压互感器装置的对地耦合电容利用C2表示；干扰源的电势利用λ表示；交流干扰电势则利用μ表示。

具体运用易于被电磁场所干扰，因为主要应用了非磁性全绝缘材料，当处在电磁场环境中，电磁场强度的大小为全部电流之和，公式为：

     （4）

结合上式（4）可知，电磁场的强度利用K表示；电力回路线圈中一小段的长度利用b表示；电流的具体数值利用h表示。

当电力回路线圈自身的数量较为固定，相应的电磁场感应强度也不会出现任何的变化。具体进行测量的过程中，实际的范围为0～1200kA，实际上，在线性度方面更加突出，同时规避了三次开路的风险，为此，具体的消谐处理策略为：（1）可以使电力回路高压中性点并联电阻，完成1次消谐的任务；

（2）通常来说，以二次开口的三角绕组作为对象，科学布设相关消谐器设备，合理实施电磁场的二次消谐，达到屏蔽电磁场强度的作用。（3）对电压互感器装置的传感头加以合理利用。具体实施测量电路时，能够获取电压信号。面对1次线圈中通入电压的状况，有效应用电磁耦合，可以获取电压信号，明确具体的应用原理，并且通过科学变换与处理之后，能够说明待测电压数值，具体的公式为：

         （5）

结合上式（5）可知，τ代表全绝缘电压互感器1次线圈的电压信号；υ代1次线圈和2次线圈间的互感系数。以规避智能电网频率出现非正常波动的情况为目的，提升测定的精准性，应该实施输出电压的积分变换，有利于增强全绝缘电压互感器运用的效果。

参考绝缘形式主要包含了诸多不同的构成部分，比如，干式、浇注式等。（1）对于干式来说，不但自身的结构十分简化，而且不存在着火、爆炸等风险，不过绝缘强度很低，能够在不超过6kV的户内装置当中发挥出作用；（2）针对浇注式而言，自身结构呈现出紧凑的特征，有利于发挥出维护的作用；（3）对于油浸式来说，在绝缘性方面的效果十分突出，能够在超过10kV户外配电设施中发挥出良好的作用；（4）针对充气而言，能在全封闭电器中发挥出作用。

结束语：进行研究工作的过程中，在查阅很多研究论著与文献以后，合理分析了电压互感器的应用情况，非常值得宣传和广泛运用。然而依然会出现很多缺陷，鉴于此，科学改进和完善电压互感器传感技术与结构，确保电压互感器电场分布的科学性；在掌握具体的应用原理后，可增强电压互感器应用的实际成效。

参考文献

[1]马向凯. 半绝缘与全绝缘电压互感器的应用浅析[J]. 农村电气化,2020,(08):71-73.

[2]何帅,赵雨濛,邰晨凡,王亚芳. 一起半绝缘电压互感器故障原因分析及处理措施[J]. 宁夏电力,2020,(03):67-70.

[3]周明露,熊雷斌,姜丽刚,乔清泉. 全绝缘技术在水电厂“双机一变”接线方式下消除电压互感器谐振的研究与应用[J]. 电工技术,2019,(24):45-47.

[4]袁宏斌. 系统过电压治理分析及对策探讨[J]. 冶金动力,2019,(06):10-12.

[5]程斌,纪鹏,李迎华. 浅谈三倍频感应耐压试验在半绝缘式电压互感器上的应用及效果[J]. 变压器,2019,56(03):67-68.