精密电压互感器技术条件.docx

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精密电压互感器技术条件

精密电压互感器技术条件

中华人民共和国专业标准

ZBY096-82

精密电压互感器技术条件

国家仪器仪表工业总局批准

中华人民共和国专业标准

精密电压互感器技术条件ZBY096-82

1适用范围

本标准适用于交流频率为50Hz，额定电压为35KV及以下，供实验室使用，不直接与电力系统连接的0.01级-0.2级单相精密电压互感器。

2技术要求

2.1正常工作环境条件

2.1.1环境温度为+5～40℃

相对湿度不超过90%（25℃时）；

海拨高度不超过1000m。

2.1.2电源的波形应为正弦波，其波形的畸变系数不大于5%，频率的变化范围在50±0.5Hz以内。

2.1.3使用场所无严重影响电压互感器绝缘的有害气体和其它介质。

2.1.4使用场所无严重的震动和颠簸。

2.1.5使用场所不应有与工作无关的外界强电磁场。

2.2额定值及性能要求

2.2.1额定一次电压

电压互感器的额定一次电压应符合下列数值：

100；150；220；300；380/3；380；450；500；600；750；1000；3000/3；3000；6000/3；6000；10000/3；10000；15000/3；15000；20000/3；20000；35000/3；35000V。

2.2.2额定二次电压

电压互感器的额定二次电压应符合下列数值：

10/3；100；150V

2.2.3额定二次负载

电压互感器的额定二次负载应符合下列数值：

5；10；15；20；25VA。

负载的功率因数为0.8；1或0.8～1。

功率因数小于1的负载应当是感性。

2.2.4准确度等级

电压互感器的准确度分为：

0.01；0.02；0.05；0.1；0.2级。

2.2.5量限

应根据本标准第，制造为多量限电压互感器。

也允许制造单量限电压互感器。

2.2.6多量限电压互感器的准确度

多量限电压互感器在同一负载下的所有量限，应有相同的准确度，但对应于不同的额定二次负载，允许有不同的准确度。

2.2.7误差

电压互感器的允许误差见表1。

表1

注：

电压互感器的实际误差曲级不应超过表1各允许误差点的联线所形成的折线范围。

2.2.8变差

电压互感器的允许变差见表2。

表2

2.2.9极性

电压互感器的极性应为减极性，即当一次线圈的电流从“A”端流入时。

在二次线圈中的电流从“a”端流入外部回路。

工频绝缘强度

一次线圈对二次线圈和接地部分之间的绝缘应能承受表3所列的工频电压，历时1分钟的试验。

二次线圈对接地部分之间的绝缘应能承受工频电压为2kV，历时1分钟的试验。

感应电压试验

电压互感器线圈的层间和匝间的绝缘强度，应能承受2倍额定电压的感应电压，历时1分钟的试验。

表3

注：

①电压互感器的绝缘如果主要是由固体有机材料构成，工频试验电压时间应为5分钟。

②一端绝缘的电压互感器其一次线圈对二次线圈和接地部分之间的绝缘，应能承受2kV工频电压，历时1分钟的试验。

③多量限电压互感器，以最高额定一次电压为电压互感器的额定电压，进行工频绝缘强度试验。

温升

在额定一次电压、额定二次负载下长期工作时，电压互感器各部分的温升不应超过表4规定。

抗颠震能力

电压互感器应能承受加速度为30m/s2，冲击频率为80-120次/分钟，历时2小时的颠震试验而无损伤。

2.3一般结构要求

2.3.1接地螺栓

额定电压为0.5kV及以下的电压互感器，应有直径不小于5mm的接地螺栓；额定电压为0.5kV以上的电压互感器，应有直径不小于6mm的接地螺栓。

接地螺栓应有平坦的接触表面，并在接地处有明显的接地符号“”或“地”字样。

2.3.2接线端子

表4

电压互感器接线端子（导杆、螺母、垫圈等）应用铜或铜合金制成，并有可靠的防腐蚀层，接线导杆的直径应不小于5mm。

2.3.3变换量限装置

电压互感器的变换量限装置（转换开关、接插件等），应保证接触良好，接触电阻稳定。

不应因其接触不良而影响产品的误差和其它性能，且变换量限装置应具有足够的机械强度和使用寿命。

2.3.4电压互感器应具有足够机械强度的便于移动的装置。

2.3.5油浸式电压互感器在适当的位置上应装有注油孔和放油阀门。

对油浸式互感器的密封性能应规定在产品技术文件中。

2.3.6在电压互感器的外壳上，应留有封印的位置。

2.4免费更换或修理期限

自制造厂发货之日起18个月内，当用户完全遵守本标准及制造厂说明中所规定的运输、保管及使用规则，且出厂封印仍然完整的条件下，发现电压互感器不符合本标准的要求时，制造厂应免费给予更换或修理。

3检验规则

3.1出厂检验

每台产品在出厂前，应按下列规定的项目，由国家计量机关或经国家计量机关授权，由制造厂质量管理部门进行检查及试验，合格后进行打印加封。

a.外观检查；

b.密封性能试验（仅对油浸式电压互感器）；

c.变压器油的绝缘强度试验（仅对油浸式电压互感器）；

d.工频绝缘强度试验；

e.感应电压试验；

f.线圈极性检查；

g.误差试验；

h.变差试验。

3.2型式试验

3.2.1新产品在正式投产以前，应进行全部型式试验；当更改结构、原材料或工艺方法而影响到本标准所规定的技术要求时，应进行部分或全部型式试验，成批生产的产品要定期进行型式试验，定期的型式试验至少三年进行一次；成批生产的产品当生产间断后（间断的时间超过型式试验的周期），重新生产时，应进行全部型式试验。

3.2.2产品的型式试验项目除包括本标准第3.1节规定的全部出厂试验项目外，还应包括：

a.温升试验；（

b.颠震试验；（

c.环境温度上、下限条件下的误差试验。

（

注：

如产品技术文件规定了其它补充性试验项目（例如：

线圈直流电阻的检查、空载试验等），则应按产品技术文件的规定，在出厂试验或型式试验中进行这些试验。

3.2.3型式试验时，应从出厂试验项目合格的批量产品中，任意抽出不少于两台的产品进行试验。

如果试验结果有不合格的项目，应加倍（4台）进行试验，如加倍试验结果全部合格，则认为型式试验合格，如果仍有不合格的项目，则型式试验不合格。

4试验方法

4.1总则

4.1.1电压互感器的出厂试验和型式试验，均应在装配完毕的产品上进行。

4.1.2试验电压互感器时的一般环境条件和对电源的要求，应符合本标准第

4.2技术性能试验

4.2.1变压器油的绝缘强度试验

油浸式电压互感器中变压器油的绝缘强度试验，应按GB507-65《电气用油绝缘强度测定方法》的规定进行。

4.2.2工频绝缘强度试验

工频绝缘强度试验按本标准第

4.2.3感应电压试验

感应电压试验应按本标准第

注：

在工频绝缘强度和感应电压试验前，必须根据产品技术文件对电压互感器各线圈之间和线圈对地之间的绝缘电阻加以检查。

4.2.4线圈极性检查

比较法

这一试验一般可结合误差试验一起进行，这时用做比较的标准电压互感器的极性必须是已知的，被检电压互感器和标准电压互感器与校验器应按相应标记接线。

通电时，如果发现误差校验器的极性指示器动作或检流计的信号过大（无极性指示器的误差校验设备）而又不是由于变化错误所致，则认为试品与标准电压互感器的极性相反。

直流法

按图1接线。

将适当小量程的直流电压表接至试品的二次出线端，一次线圈施加2-6V直流电压，当开关K闭合的瞬间，电压表由零往正方向偏转时，则线圈极性为减极性，反之为加极性。

图1

4.2.5误差试验

主要检定设备和要求

a.标准电压互感器或其它电压比例标准--其准确度等级应比被检电压互感器至少高两级，并且在检定周期内（标准互感器或其它电压比例标准的检定周期一般规定为两年），其误差变化不大于本身允许误差的1/3，此时，标准的误差可忽略不计。

如没有符合上述要求的标准互感器，允许采用比被检互感器高一级的电压互感器作标准，但应保证所用的标准电压互感器在检定周期内，误差变化不大于被检感器允许误差的1/5，且此时标准的误差值应更正到被检的误差之中。

b.校验仪器或校验线路（包括交流指零仪、电压表和测差仪器）--这一部分所引起的测量误差不应大于被检电压互感器允许误差的1/10（其中线路灵敏度、最小分度值引起的测量误差分别不大于1/30、1/25）。

互感器及校验仪或校验线路应远离外界强电磁场（如升压器等），由外界强电磁场源引起的测量误差不应大于被检互感器允许误差的1/10。

检定时，应采用2.5级或2.5级以上的电压表来确定互感器二次的工作电压，电压表在所有测量范围内，内阻抗应保持不变。

c.电压负载箱--在额定频率为50Hz，温度为20±5℃，额定电压为20～120%的范围内，电压负载箱的允许误差不大于±3%。

d.可调电源设备（包括升压器、电压调节器等）--可调电源设备应保证标准互感器二次电压之频率为50±0.5Hz，波形的高次谐波分量不超过5%。

误差测量

a.在测量电压互感器的误差时，可将具有相同额定变比的被检互感器与标准互感器（或比例标准）相比较，并用校验仪器或校验线路测量被检与标准二者误差的差值。

对0.1级及以下的电压互感器，可用图2所示的校验仪器（例如HE5）测量其误差。

图2

图2中，标准和被检互感器二次电压之差降在电阻分压器RN上，调节盘F和D上的电压分别与标准的二次电压同相和相差90°。

当RN上的电压为F和D的电压所补偿时，线路达到平衡，此时由F和D分别读出被检与标准互感器变化误差之差值和相角误差之差值。

被检电压互感器之误差按下列公式计算：

式中：

fx和δx--被检电压互感器的变比误差和相角误差；

fN和δN--标准电压互感器的变比误差和相角误差；

fP（或δP）--当电压上升和下降时，调节盘F（或调节盘D）上读数的算术平均值。

对0.05级以上的电压互感器，可用图3所示的校验线路测量其误差。

图3中：

D--电压指零仪，电压常数小于3×10-5V/mm；F--供电变压器，0.5级，额定变比为100/10和100/9.26，一次线圈内阻小于20Ω，每一二次线圈内阻小于2Ω，输入阻抗大于10000Ω；rf、rδ--四端电阻，0.1级，时间常数小于3×10-6S，rf小于1/50G，rδ小于1/50C（其中为电源角频率）；G--可调电导或电阻箱，0.2级，时间常数小于5×10-6S；C--可调电容箱，0.5级。

G、C、rf和rδ的数值列于表5中。

图3校验线路的工作原理，是用测量线路测量标准与被检误差之差值，即调节电导G和电容C，使rf和rδ上的电压补偿标准与被检二次电压之差，电压指零仪D处于平衡状态。

此时rf和rδ的电压分别与标准二次的电压同相和相差90°。

并分别正比例于被检与标准变比误差之差值和相角误差之差值。

ZBY096--82

图3

被检电压互感器的比差fx和角差δx按下式公式计算：

表5

式中：

fN和δN--标准电压互感器的变比误差（%）和相角误差（分）；

GP（CP）--当电压上升和下降时，电导G（电容C）上读数的算术平均值。

其中GP为1/Ω，CP为μF，rf、fδ为Ω。

b.在进行电压互感器误差测量时，被检互感器的二次线圈接以产品技术条件规定的负载，一次线圈施加额定频率的正弦波的指定电压，测得的误差结果不得超过本标准第

c.被检电压互感器的误差的测量数据按表6进行化整判断互感器是否超过允许误差时，应以化整后的数据为准。

4.2.6变差试验

电压互感器的变差试验可以和误差试验同时进行，即对同一点的误差试验两次，第一次电压由低到高平稳缓慢地上升至需测电压值，第二次电压由高到低平稳缓慢地下降至同一需测电压值。

两次误差读数的差值，应按本标准第，且不得超过其标准中的规定。

表6

4.2.7温升试验

温升试验时，试品周围1～2m内不得有墙壁、热源、杂物以及辐射和气流的干扰。

温升试验中，所有温度计、热电偶或电阻型温度计的测量误差不应大于±0.5℃。

环境温度的测量采用不少于三个温度计的算术平均值。

温度计应均匀地分布安置在距离试品1～2m处，其高度应位于试品一半的高度，温度计的测温端各浸于容积不小于1000ml盛满油的杯内。

当试品的总高度低于500mm时，需将试品垫高到300～500mm。

测量电压互感器的铁心表面温度时，可以采用酒精温度计或适当的（不受磁场影响的）热电偶及电阻型温度计，并使其测温端与铁心表面紧密接触。

当用上述方法测量铁心表面温度有困难时，允许在样件上进行模拟试验。

测量油顶层温度时，温度计的测温端应直接浸于油箱内50～100mm处。

温升试验时，被试互感器相当于实际运行状态，试品的一次线圈施加于50Hz且为正弦波的额定电压，二次线圈加上最大负载，直至试品各部分温度稳定为止。

对于干式电压互感器，应以铁心表面温度为准，对油浸式电压互感器应以油顶层温度为准。

如果这些部位的温度在温升试验后期每两小时上升不超过1℃，则认为试品的温度已达到稳定状态。

线圈平均温度的测量采用电阻法，测量时应选用适当的电桥和检流计，保证测量中有足够的灵敏度，线圈的冷态电阻和热态电阻应按同一接线，同一仪器测量。

在试品各部位的温度已经稳定后，切断电源并立即测量线圈的直流电阻。

由停电到测得第一个读数的时间不应超过1～2分钟。

然后在8～10分钟内，每隔相等的时间（30～60秒）测定一个电阻，并依次记录为R1、R2、R3……，其后再隔5～10分钟补充测量一个参考值Rn，与此同时，记录各个测定时间t1、t2、t3……fk，以切断电源瞬间t=0。

在半对数座标纸上将R1-Rn，R2-Rn，R3-Rn……Rk-Rm和t1、t2、t3……tk的相应各点绘出，用同一直线连接，其与R轴的交点即为t=0时R0-Rn的值，由此可得切断电源瞬间的线圈电阻R0（图4）

图4

线圈的平均温升按下式计算：

式中：

R0--切断电源瞬间线圈热电阻（Ω）；

Rθ1--冷却状态下，温度为θ1时的线圈电阻（Ω）

θ1--测得电阻Rθ时的周围介质的温度（℃）

θ2--温升试验结束时周围介质的温度（℃）；

235--铜导线电阻温度系数的到数。

油顶层温升：

式中：

θ3是切断电源前油顶层温度（℃）。

对多量限电压互感器，如果有足够的理论证明某一量限下的温升为最高，那么在温升试验时，允许只在这一量限下做温升试验，并以这个量限下互感器各部分的温升作为多量限电压互感器的最高温升。

4.2.8颠震试验

把按正常条件包装的电压互感器，无减震地直接固定在颠震试验台上，其方向应根据箱子的符号“向上”决定。

颠震试验台上应在垂直方向产生加速度为30m/s2，冲击频率为80～120次/分钟，历时两小时的试验。

试品经颠震试验后，应无零件松动和脱落的现象，且重复进行本标准第

4.2.9环境温度上、下限条件下的误差试验。

将被试电压互感器置于恒温箱（或室）中，并分别使箱（或室）内温度至本标准第，待试品各部分的温度和恒温箱（或室）内的温度相同后，按本标准第，分别测出被试互感器在+5℃和+40℃时的误差数值，测得的误差结果不得超过本标准第

试验中，试品在恒温箱（或室）中恒温的时间，不同结构型式的电压互感器恒温时间不同，但最少不得少于两小时。

恒温箱（或室）内温度示值误差不得超过±3℃。

5标志、包装、运输、保管及随机文件

5.1标志

5.1.1出线端标记

a.单量限电压互感器一次线圈出线端标志：

首端为A，末端为X。

b.单量限电压互感器二次线圈出线端标志：

首端为a,末端为x。

c.采用抽头式的多量限电压互感器线圈出线端或变换量限装置的标志，末端为X（x），并自末端开始第一个抽头起，依次标志为A1（a1），A2（a2），A3（a3）……。

也可以自末端开始第一个抽头起依次标志为和末端X（x）之间的额定电压值。

d.对于多线圈的电压互感器，应分别在各个线圈出线端标志前加注表示顺序的数字。

如1A（1a），2A（2a），3A（3a）……和1X（1x），2X（2x），3X（3x）……以区别之。

5.1.2接线标志

每台多量限电压互感器，均应有接线标记，清晰地标明不同电压比的接线。

对量限多、接线较复杂的电压互感器，应有不同电压比的接线标志牌和原理接线圈。

5.1.3铭牌标志

每台电压互感器均应有不易被腐蚀的铭牌，春上清晰也标也下列内容：

a.国名（仅对出国产品）；

b.制造厂名；

c.本标准代号；

d.产品名称；

e.产品型号；

f.额定频率（Hz）；

g.额定一次电压（V）；

h.额定二次电压（V）；

i.准确度等级；

j.额定负载（VA）和额定功率因数；

k.产品总重量及油浸式电压互感器的油重（kg，干式互感器总重小于100kg时，可不标注总重量）；

l.出厂序号；

m.制造年月。

5.2包装和运输

电压互感器的包装、包装箱的标志，随机文件和运输，应符合有关标准的规定。

5.3保管

电压互感器应当保存在室内温度为0～40℃空气相对湿度不大于90%（25℃时）的室内，且在空气中不应有引起腐蚀的有害气体和其它有害介质。

5.4随机文件

5.4.1每台电压互感器出厂时应附有下列文件：

a.产品合格证；

b.出厂试验记录；

c.使用说明书；

d.如产品拆卸运输或有备件时，还应提供产品拆卸零件一览表或备件一览表。

5.4.2根据用户要求，制造厂应提供本标准规定的有关型式试验结果。

附录A

术语解释（补充件）

A.1额定电压比--额定一次电压与额定二次电压之比例。

A.2实际电压比--实际一次电压与实际二次电压之比例。

A.3变比误差--额定电压比与实际电压比之差值对实际电压比的百分数，用公式表示为：

式中：

fu--变比误差；

KH--额定电压比系数；

K--实际电压比系数；

U1--实际一次电压；

U2--实际二次电压。

A.4相角误差--电压互感器一次电压向量与逆时针旋转180°后的二次电压向量之间的夹角，当旋转后的二次电压向量超前于一次电压向量时，相角误差为正，滞后时相角误差为负。

相角误差通常以分表示。

A.5二次负载--外接在电压互感器二次线圈端钮间的仪器、仪表和连接导线的总导纳及功率因数。

二次负载通常表示为在额定功率因数及额定二次电压下所吸收的视在功率（VA）。

A.6变差--系指测量电压互感器某一点误差时，电压平稳缓慢地上升和下降所测量的两次误差读数之差值。

附加说明：

本标准由哈尔滨电工仪表研究所提出。

本标准由天津市电器研究所和哈尔滨电工仪表研究所负责起草。

本标准由哈尔滨电工仪表研究所负责解释。