电压互感器原理深入剖析，

一、浇注式电压互感器

浇注式电压互感器结构紧凑，维护简单，适用于3～35kV电压等级的户内配电装置。

一次绕组和各低压绕组以及一次绕组出线端的两个套管均浇注成一个整体，然后再装配铁芯，这种结构称为半浇注式结构。一次绕组和铁芯均浇注成一体的叫全浇注式。

JDZJ-10型浇注式单相电压互感器外形如图6-12所示。其铁芯为三柱式，一、二次绕组为同心圆筒式，连同引出线用环氧树脂浇注成型，并固定在底板上；铁芯外露，由经热处理的冷轧硅钢片取向叠装而成，为半封闭式结构。

图6-12　JDZJ-10型电压互感器实物及外形结构

（a）实物；（b）正视图；（c）侧视图
1—一次绕组引出线；2—二次绕组引出线；3—接地螺栓；4—铁芯；5—浇注体

JDZJ-10型为接地单相电压互感器，3台可接成Y/Y/△，用于测量和保护。该互感器以电瓷、环氧树脂及特殊绝缘材料为主绝缘，箱体内不充油，故不存在渗漏问题，减少了维护工作量。

二、油浸式电压互感器

油浸式电压互感器的结构与小型电力变压器很相似，分为普通式和串级式两种。电力系统中常用串级式电压互感器。

JCC-220型串级式电压互感器的原理接线及外形如图6-13所示。互感器的器身由两个铁芯、一次绕组、平衡绕组、连耦绕组及二次绕组构成，装在充满油的瓷箱中；一次绕组由匝数相等的4个元件组成，分别套在两个铁芯的上、下铁柱上，并按磁通相加方向顺序串联，接于相与地之间，每个铁芯上绕组的中点与铁芯相连；二次绕组绕在末级铁芯的下铁柱上，连耦绕组的绕向相同，反向对接。

图6-13　JCC-220型串级式电压互感器原理接线及外形

（a）原理接线；（b）外形
1—铁芯；2—一次绕组；3—平衡绕组；4—连耦绕组；5—二次绕组

当二次绕组开路时，各级铁芯的磁通相同，一次绕组的电位分布均匀，每个绕组元件边缘线匝对铁芯的电位差都是Uph/4（Uph为相电压）；当二次绕组接通负荷时，由于负荷电力的去磁作用，使末级铁芯的磁通小于前级铁芯的磁通，从而使各元件的感抗不等，电压的分布不均，准确度下降。为避免这种现象，在两铁芯相邻的铁芯柱上，绕有匝数相等的连耦绕组。这样，当每个铁芯的磁通不等时，连耦绕组中出现电动势差，从而出现电压，使磁通较小的铁芯增磁，磁通较大的铁芯去磁，达到各级铁芯的磁通大致相等和各绕组元件电压分布均匀的目的。

三、SF6气体绝缘电压互感器

SF6电压互感器有两种结构形式：一种是为GIS配套使用的组合式；另一种为独立式。独立式电压互感器增加了高压引出线部分，包括一次绕组高压引线、高压瓷套及其夹持件等，如图6-14所示。SF6电压互感器的器身由一次绕组、二次绕组、剩余电压绕组和铁芯组成，绕组层绝缘采用聚酯薄膜。一次绕组除在出线端有静电屏外，在超高压产品中，一次绕组的中部还设有中间屏蔽电极。铁芯内侧设有屏蔽电极以改善绕组与铁芯间的电场。

图6-14　SF6独立式电压互感器

1—防爆片；2—一次出线端子；3—高压引线；4—瓷套；5—器身；6—二次出线

一次绕组高压引线有两种结构：一种是短尾电容式套管；另一种是用光导杆做引线，在引线的上下端设屏蔽筒以改善端部电场。下部外壳与高压瓷套可以是筒仓结构或隔仓结构。筒仓结构是外壳与高压瓷套相通，SF6气体从一个充气阀进入后即可充满产品内部，吸附剂和防爆片只需一套。隔仓结构是在外壳顶部装有绝缘子，绝缘子把外壳和高压瓷套隔离开，使SF6气体互不相通，所以需装设两套吸附剂及防爆片以及其他附设装置，如充气阀、压力表等。

四、电容式电压互感器

（一）电容式电压互感器特点(www.xing528.com)

电容式电压互感器质量轻、体积小；由温度变化引起的电容量和分压比的变化可以忽略；金属膨胀器外置，内部保持正压且压力小，不易渗漏油；电容器电感分量小，适宜于线路载波通信；损耗角正切值低，局部放电量极小，使用寿命长。

（二）电容式电压互感器结构

1.结构与电气原理

CVT为单相单柱式结构，它由电容分压器和电磁单元两部分组成，其电气连接主要结构如图6-15所示，电磁单元又包括中间变压器、补偿电抗器以及抑制铁磁谐振的阻尼负荷。补偿电抗器的电抗值与电容分压器的等值电容在额定频率下的容抗相等，以便在不同的二次负荷下使一次电压和二次电压之间能获得正确的相位和电压比。

2.电容器组

图6-15　CVT电容式电压互感器结构域电气原理

（a）CVT典型电气连接原理；（b）CVT典型结构原理
1—电容分压器；2—电磁单元；3—高压电容；4—中压电容；5—中压变压器；6—补偿电抗器；7—阻尼器；8—电容分压器低压端对地保护间隙；9—阻尼器连接片；10—一次接线端；11—二次输出端；12—接地端；13—绝缘油；14—电容分压器套管；15—电磁单元箱体；16—端子箱；17—外置式金属膨胀器

电容器组由1～4节套管式耦合电容器及电容分压器重叠而成，每节耦合电容器或电容分压器单元装有数十只串联而成的膜纸复合介质组成的电容元件，并充以十二烷基苯绝缘油密封，高压电容C1的全部电容元件和中压电容C2被装在1～4节瓷套内，由于它们保持相同的温度，所以由温度引起的分压比的变化可被忽略。电容元件置于瓷套内经真空处理、热处理后已彻底脱水、脱气，注以已脱水脱气的绝缘油并密封于瓷套内。每节电容器单元顶部有一个可调节油量的金属膨胀器，以便在运行温度范围内使油压总是保持稍正。

瓷套管有普通型和防污型两种，并具有足够的机械强度，能承受标准的风负荷、线路电动力和重力等。

3.电磁单元

中间变压器、补偿电抗器和抑制铁磁谐振的阻尼器被密封于钢箱中，电容器组置于钢箱的顶部，箱内充以变压器油并被密封起来。油的容积及内部压力由油箱顶层的空气来调节，中间变压器的一次线圈具有可调变线圈，补偿电抗器的线圈具有调整电压相位的调节线圈。

补偿电抗器两端接有氧化锌避雷器或保护球隙，防止由于二次侧短路造成的电压升高而全穿电抗器线圈。

在油箱的一侧有一端子箱，内有各个二次绕组端子、接地端子、电容分压器低压端子及其保护间隙、氧化锌避雷器或电抗保护球隙等，并装有二次接线板以供用户进行二次接线。

保护用CVT（WVP型）中压端子由电磁单元的上盖板引出，以便于电容量及介损测量。

4.电气连接

电容式电压互感器电气连接原理如图6-16和图6-17所示。

图6-16　电气连接原理图之一

a，n—主二次绕组引出端子；da，dn—剩余电压绕组引出端子；daz，dn—阻尼器引出端子；P—电容器低压端对地保护间隙；N—电容分压器低压端；C1—高压电容；C2—中压电容；T—中间变压器；L—补偿电抗器；ZD—阻尼器
注：使用载波设备时需将N与地之间的连线脱开。

图6-17　电气连接原理图之二

1a，1n—主二次绕组引出端子；2a，2n—主二次绕组引出端子；da，dn—剩余电压绕组引出端子；daz，dn—阻尼器引出端子；P—电容器低压端对地保护间隙；N—电容分压器低压端；C1—高压电容；C2—中压电容；T—中间变压器；L—补偿电抗器；BL—避雷器；ZD—阻尼器
注：使用载波设备时须将N与地之间的连线脱开。