電壓互感器

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電壓互感器范文第1篇

關鍵詞：電壓互感器;故障;原理

引言

電壓互感器（壓變、PT），是一種將高電壓按一定比例變換成一定標準的低電壓（通常為100V、100/V），并在相位上與高壓保持一定的關系，能準確、實時的反映高壓量值變化的設備。它解決了高壓難以直接量測的問題，還使得高壓與低壓有效的隔離，保證了工作人員及二次設備的安全。廣泛的應用于測量、保護等環節，是電力系統不可或缺的設備，其能否正常、持續工作，直接關系到系統一、二次設備的安全穩定運行。作為電網運行的指揮者，要想準確、迅速地判斷、處理電壓互感器異常，就需對電壓互感器的結構、原理、故障特性、處理原則有所了解。以下就電壓互感器的部分知識點及常見故障分析。

1、工作原理

電壓互感器按工作原理可分為：電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器。電磁式電壓互感器其工作原理與變壓器相同，主要由鐵心和原、副繞組成，特點是容量很小且比較恒定。而電容式電壓互感器是在電容分壓器的基礎上制成，可防止因鐵芯飽和引起鐵磁諧振外，在經濟和安全上較老式的電磁式電壓互感器有很多優越之處。圖1為電磁式電壓互感器（PT）結構圖，圖2為電容式電壓互感器（CVT）原理示意圖。

2、故障分析

電壓互感器相關的保護、裝置有很多，如電壓保護（接地保護）、阻抗保護（距離保護）、高頻保護、低頻（低壓）減負荷。一旦發生故障，上述保護及裝置將不得不短時退出運行，有時甚至引起保護誤動、爆炸等危及設備、人身安全的嚴重事故。如何快速、準確處理相關故障，調度的好經驗就是事故預想，做到有備無患，下面就針對電壓互感器的典型故障作簡要分析。

2.1高壓、低壓熔斷器熔斷

電壓互感器熔斷器熔斷，是其最常見的故障。這類故障一般有如下現象： a“.電壓回路斷線”光字牌亮； b.電壓表、有功和無功功率表的指示值會降低； c.三相電壓指示不平衡等。在接到運行人員匯報后，調度員應能根據上述現象做出初步判斷，并： a.立刻通知人員去現場確認、檢查；b.發現壓變二次側熔絲熔斷后，可立即進行更換；c.如更換熔絲后再次熔斷，則立即停用會誤動的保護及裝置；d.詢問二次回路有沒有工作，并對壓變一、二次部分進一步檢查；e.隔離壓變，處理異常。其中要注意的是： a.母線壓變故障一般不將正、副母壓變二次回路并列，以防止事故擴大。b.在中性點不接地系統中，由間隙性電弧接地引起的暫態過電壓等有可能造成電壓互感器高壓熔絲熔斷，這時候由于過電壓的存在又可能引起網絡絕緣薄弱處的絕緣擊穿，造成接地。這兩種故障發生時間較短，不易發現，因此在現場發“PT斷線”或“單相接地”信號時，應注意區分和檢查，不能盲目更換熔絲或拉路查找。

2.2鐵磁諧振

電壓互感器（主要針對電磁式電壓互感器）正常運行時勵磁繞組感抗很大，遠遠大于對地電容，系統不會發生諧振。但在系統發生單相接地、突然合閘操作等情況時，可使電壓互感器飽和，電感減小，出現電感與系統電容相等的情況，從而引發鐵磁諧振。由于電壓互感器飽和引起的鐵磁諧振持續時間一般較長，如不采取有效的消除措施，有可能造成電壓互感器燒毀損壞、繼電保護裝置誤動等事故。在發生諧振時，可采取如下方法消除諧振： a.將該母線上的任一備用負荷短時投入； b.對合上的開關重新切合一次； c.用該母線上的備用電源開關合分一次。

2.3其他故障

電壓互感器除了常出現上述異常、故障外，本體還有可能發生內部絕緣損壞、套管爆裂及放電、著火等故障（可能由于諧振引起，也可能引起熔絲熔斷，由于故障及現象交叉，這里不做更細劃分）。一般會有以下現象： a.本體發熱； b.二次側電壓升高或降低； c.內部有放電聲和不正常的噪聲； d.滲漏油； e.電壓互感器內發出臭味或冒煙。

異常處理原則： a.如為一般性故障，可遠控操作的隔離閘刀，可拉開閘刀隔離；故障嚴重時，只能通過開關來切斷電源。b.電壓互感器故障需轉檢修處理時，相應的母線或線路方式注意調整。c.如本體著火則需選用干式滅火器或砂子滅火。d.將情況匯報有關負責人。電壓互感器回路上都不裝開關，如直接用電源開關切除故障就會影響到對用戶的供電。所以應根據現場實際情況進行處理，一般先進行必要的轉移負荷操作。若電壓互感器冒煙、著火，來不及調電時，應立即拉開該母線電源開關，然后拉開故障電壓互感器隔離閘刀隔離故障，最后恢復母線、線路運行。

3、防范措施

迅速、準確地處理電壓互感器故障非常重要，從根本上解決故障發生的幾率也同樣重要。根據上述異常可采取如下措施：選擇性能較好、質量可靠的電壓互感器；加強檢修、設備管理，將故障遏制在萌芽狀態；在電壓互感器二次開口接500W白熾燈或接消諧器、阻尼電阻；盡量避免消弧線圈退出運行；盡量避免產生諧振的操作；提升人員業務素質，掌握必備的互感器知識，做到處理故障時候胸有成竹；強化電網結構，確保在電壓互感器發生故障時，不會導致變電所長時間失電。

結束語

電壓互感器是一次與二次電氣回路之間連接的重要設備，其發生故障，對電網運行影響很大。了解、熟悉電壓互感器的特點，不斷總結使用的經驗和故障處理的方法，對調度員來說具有很強的現實意義。

電壓互感器范文第2篇

關鍵詞：干式電壓互感器；異常；措施

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

文章編號：16723198（2015）22023801

1異常概況

近10年10-35kV澆注式YH共發現異常設備20臺，按其設備缺陷可分為YH主絕緣擊穿缺陷和YH絕緣燒毀兩大類、炸裂缺陷，其中YH主絕緣缺陷7臺，YH絕緣燒毀、炸裂缺陷13臺，現就YH這兩類缺陷進行分析。

2初步分析

2.1YH主絕緣擊穿缺陷

（1）鳳翔變10kVⅠ母YH C相進行交流耐壓試驗，由于運行中絕緣老化，在交流耐壓升壓至30kV時，造成絕緣擊穿。

（2）雙石鋪10kVⅠ母YH A相運行中發生一次主絕緣絕緣擊穿，造成A相一次側接地，熔斷器熔斷。

（3）眉縣變35kVⅡ母YH C相二次dadn繞組對地絕緣電阻減小的主要原因為，是由于二次dadn繞組外部的絕緣有局部的損壞，二次dadn繞組對底座固定鐵板絕緣不夠，是造成二次dadn繞組對地絕緣電阻只有2MΩ的主要原因。

（4）臥龍寺35kVⅡ母YH C相一次線圈匝間短路，一次繞組直流電阻變小，試驗數據不合格。

（5）溫江寺35kV母ⅠYH A相直流電阻明顯小于B、C相，其YH存在絕緣故障引起的匝間短路；C相對地絕緣電阻值為0MΩ，即已經接地。

（6）三岔變10kVⅠ母YH B相電氣試驗直阻不合格，變比不對。判斷為系統電壓不穩，當電壓增高時互感器內部產生局部過熱，對其絕緣的熱穩定性產生了一定的破壞作用，從而引起YH繞組匝間短路。

2.2YH絕緣燒毀、炸裂缺陷

YH絕緣燒毀、炸裂缺陷可分為兩種情況，一是由于YH運行中系統發生諧振、振蕩過電壓，造成YH的燒毀、炸裂缺陷，二是由于YH運行中設備絕緣熱老化，造成的YH燒毀、炸裂缺陷。

（1）由于YH運行中系統發生諧振、振蕩過電壓，造成YH的燒毀、炸裂缺陷原因為：

10-35kV系統發生單相接地時，一般多為間歇性電弧接地，由于接地電流沒有大到能產生穩定性的電弧程度，于是就形成了熄弧與電弧重燃互相交替的不穩定狀態。這種間歇性電弧現象引起了系統運行狀態的瞬息改變，導致電磁能的強烈振蕩，并在非故障相中產生嚴重的暫態過程過電壓。導致中間變壓器的磁路飽和，出現鐵磁諧振過電壓。

電壓互感器為干式半絕緣結構，絕緣裕度較小，熱穩定性較差，運行中產生熱量無法很好擴散，導致線圈的層間、匝間絕緣隨運行時間而逐步老化。當發生單相接地故障時，在互感器線圈匝間、層間產生巨大熱量，使其絕緣擊穿，導致互感器燒毀、炸裂。

（2）由于YH運行中設備絕緣熱老化，造成的YH燒毀、炸裂缺陷原因為：

YH為環氧樹脂材料一次澆注而成，一、二次繞組線圈之間的匝、層間絕緣為絕緣清漆，一、二次繞組也被澆注在環氧樹脂內部。在YH正常運行時，YH繞組會產生一定的熱量，發生熱老化。如果YH在出廠時繞組的絕緣處理不好，在長期的運行條件下熱老化會使一次絕緣繞組匝、層間絕緣老化，絕緣清漆脫落，一次繞組匝、層間部分線圈短路，由于環氧樹脂材料的散熱效果不佳，熱量無法向外散出，會使熱量繼續使繞組溫度升高，繼續使完好部位絕緣損壞，一次繞組繞組短路線圈電阻減小，最終導致YH絕緣燒毀、炸裂缺陷。

3針對措施

（1）由于近10年發生故障的澆注式YH均為半絕緣形式，在進行停電預試時，只能進行一次、二次繞組的絕緣電阻試驗，由于加壓端子距離二次線圈較近，無法進行主絕緣的繞組的交流耐壓，在停電預試時，無法掌握設備主絕緣、匝間、層間絕緣的運行狀況，建議配置10-35YH倍頻耐壓裝置，在今后的交接預試中增加耐壓試驗項目。

（2）建議對35kV消諧裝置進行檢查、改進，以有效消除系統諧振；定期對10-35kV系統進行電容電流測試、核算，以確定是否加裝補償裝置，調整系統各站消弧線圈位置。

（3）做好交接試驗驗收檢查，嚴把質量關，尤其按要求做好YH勵磁特性檢查試驗，不合格者嚴格入網運行，互感器選型時應注意產品的動熱穩定倍數是否滿足電網短路容量的要求。選用伏安特性好的電壓互感器，使其工作點在伏安特性的線性部分，當有激發因素時，鐵芯不易飽和，也就難于激發諧振

（4）對電壓互感器保險額定電流進行排查，確認其是否符合系統運行要求。

（5）將故障設備返廠，與設備生產廠家溝通此類設備易發生故障的原因，并就此提出分析報告。

電壓互感器范文第3篇

關鍵詞：介質損耗；因數判斷標準；在線監測

前言

在電力系統中，35kV及以上的戶外電壓互感器，由于產品結構、安裝質量、長期運行等方面的原因，有時會受到電場、熱效應、化學腐蝕以及環境條件等因素的影響，其絕緣品質將逐漸劣化，很有可能導致絕緣的破壞，甚至發生爆炸，危及生命財產安全。介質損耗的大小是衡量絕緣性能的一項重要指標，下面我們主要針對電壓互感器介質損耗因數的試驗方法進行分析，結合工作中的實際經驗對電壓互感器得出正確結論并做出正確處理。

1 測量繞組的介質損耗因數tanδ

在測量20kV及以上電壓互感器一次繞組連同套管的介質損耗因數tanδ時，可以靈敏地發現絕緣受潮、劣化及套管絕緣損壞等。

在測量全絕緣電壓互感器繞組的介質損耗因數tanδ的試驗方法。測量時一次繞組首尾端短接后加電壓，其余繞組首尾端短接接地。測量結果應不能大于規定的數值。

測量分級絕緣電壓互感器繞組的介質損耗因數tanδ的試驗方法，通常有下列幾種。

一是常規法。所謂常規反接法測量的內容是以下三部分絕緣的介質損耗因數：（1）一次靜電屏對二、三次繞組之間的絕緣值；（2）一次繞組對對二、三次繞組兩端的絕緣值；（3）絕緣支架對地絕緣值。這種方法的缺點是：它能主要是反映一次靜電屏對二、三次繞組間絕緣的介質損耗因數的，試驗電壓低。特別是串級式電壓互感器高壓繞組接地端的絕緣水平較低，制造廠設計時考慮的試驗電壓為2000V，所以在預防性試驗中對該處的試驗電壓不能過高，僅能施加1600V電壓左右。

二是自激法。這種接線的電壓分布與電壓互感器工作時的電壓分布一致，X端對地的介質損耗處于屏蔽狀態，一次繞組對二、三次繞組端絕緣和絕緣支架對地絕緣的介質損耗因數均能準確測出，它比常規法靈敏準確。其缺點主要有：低壓勵磁能夠引起一次繞組的電壓的相位偏移，能導致測量誤差，容易受空間電場干擾，要注意測量環境。

三是末端屏蔽法。測量一次繞組對二、三次繞組的tanδ。末端屏蔽法是《規程》建議采用的方法，測量時互感器一次繞組A端加壓，末端X接電橋屏蔽。由于X端機底座法蘭接地，小瓷套管接線端子絕緣板受潮、臟污、裂紋等產生的測量誤差都可以被屏蔽掉，一次靜電屏對二、三次繞組以及絕緣支架的介質損耗因數基本測不到的，只能測量下鐵芯柱上一次繞組對二次、三次繞組的介質損耗因數，該處是最容易受潮的部位，又是運行中長期承受高電壓的部分，因此測量該處的介質損耗因數特別重要。

2 影響測量tanδ的因素

在現場測試tanδ數值，因為被試物受電路中磁場和電場表面泄露的影響，使得測試tanδ值不準確。同時，被試品絕緣材料、環境和運行狀況溫度不同，結構不同，測得tanδ值也不盡相同，因此要在測試中，能正確地得出tanδ值大小，必須排除外界所有因素干擾，必須將不同溫度下的tanδ值進行換算，獲得真實被試品tanδ值，作為判斷被試品絕緣的依據。在現場試驗中，主要采用以下幾種方法進行測量。

2.1 消除電場干擾

2.1.1 屏蔽法。這種方法只適于試品體積小的設備和儀表。試驗中，將試品用金屬罩或金屬網全部罩住，再將金屬網罩接入屏蔽E處或直接接地，讓所有干擾電流不流進測量系統中，只進入屏蔽金的屬罩或金屬網或直接入接地體，這樣做可使tanδ值不基本受外界電場影響。

2.1.2 倒相法。所謂倒相法是將試驗電源的選取輪流由A、B、C三相分別選擇，并且每相又在正反兩種極性下測出試品介損數值，然后在三相中選取差值最小的一種數值，然后我們取其平均值，定為作為試品的介損值。

2.1.3 移相法。在干擾電源一定時，干擾電源電流的相位也應該是一定的，我們可以采用移相器使試驗，電源進入CX中的電流是可變的，通過來調節移相器，再使干擾電源的電流與進入CX中的電流同相或反相，這樣測得的tanδ值與真實值一致，最后反相再測幾次，取其平均數值。移相法與倒相法比較，倒相法每次倒相只能將試驗電源相位移相120°，移相法可利用移相器使試驗電源從0°-360°范圍內變化，目前所以比較精確的方法是移相法。

2.2 消除表面泄漏

如果試品電容量較小且表面受潮臟污，這時消除表面泄漏對tanδ值的影響是非常重要的。在現場試驗時，常用軟裸金屬線緊貼試品表面繞成屏蔽環，再與電橋的屏蔽相接，使表面泄漏電源不經橋臂而直接引回電源處。屏蔽環的裝設應盡量靠近CX接線端，這樣以減小對原電場分布的改變。

2.3 如何消除電磁干擾

在做介質損耗因數試驗前，應該先檢查是否有磁場干擾的存在。對于QS1電橋其方法是接通電橋電源后，讓檢流計開關在斷開位置，然后觀察光帶有無擴展的寬度。假如有有磁場干擾存在，為了減少干擾，通常做法是使電橋遠離干擾源，或使電橋在原地移動，來觀察光帶擴展的情況，再取其最小擴展寬度位置進行試驗。試驗時讀取檢流計在“接通1”和“接通2”情況下所測結果的平均值。現在我們用介質損耗因數測試儀的自動化程度較高，測試時，在儀器內部首先進行的就是電磁干擾的處理，比QS1電橋方便了很多。

3 電壓互感器試驗結果分析

電磁干擾及溫度對tanδ值測量值有影響，試驗電壓、試品電容對tanδ值的影響也是存在的。一般來說，tanδ值與介質溫度、濕度、表面臟污、缺陷體積大小有一定關系，對tanδ的分析，可判斷絕緣普遍受潮、絕緣油或固體有機絕緣材料普遍老化、絕緣強度降低。觀察tanδ與試驗電壓關系曲線，可以判定絕緣介質中是否存在氣隙。

4 互感器的在線監測

隨著計算機技術及電子技術的飛速發展，在線監測互感器的介質損耗因數已成為判斷其絕緣狀況的有效手段，而且這對于保證電力設備的可靠運行及降低設備的運行費用都是很有意義的。

介質損耗因數的在線監測：介質損耗因數的在線監測有末端屏蔽法和末端加壓法等。所謂末端屏蔽法就是監測鐵芯對二、三次繞組端部的絕緣情況。因為一次繞組外靜電屏與一次繞組端點X（接地）相連接，這時X點是電橋測量的屏蔽點，因此鐵芯對二、三次繞組端部的電力線要一定繞過靜電屏。現場測量的電容量較小一般僅為30-50pF。主要是下鐵芯對二次繞組端部的電容。在末端加壓法監測時，在X端串入一阻抗Z，將X點對地電位抬高2-2.5kV。進行串級式電壓互感器在線監測時，應注意下列問題：（1）在對繼電保護用互感器進行在線測試時，應將其相應的保護進行拆除。原來系統要求B相接地的，應特別注意防止二次線相間的短路。為了便于測量，互感器二次引線應該引至專用刀閘開關上，測量時通過專用閘刀開關來連接試驗引線。（2）測量時互感器處于運行狀態，因此拆接二次引線時要防止二次繞組短路。連接試驗引線應保證二、三次繞組有一點接地。

5 結束語

在供電系統中，電壓互感器是一種電壓變換裝置，主要是用低壓量值反映高壓量值的變化的儀表，有確保了繼電保護工儀和表測量作的安全，在電網中起著重要的作用。進行電壓互感器絕緣試驗，就是為了保障電壓互感器的正常運行。今后我們將要加強互感器的絕緣試驗，積極發展互感器的在線監測技術，并通過先進的試驗手段，掌握電氣設備的“情報”，從而進行相應的維護、檢修、調換，是防患于未然的有效措施。

參考文獻

[1]江蘇電力工業局.電氣試驗技術培訓教材[M].北京：中國電力出版社，1998.

電壓互感器范文第4篇

【關鍵詞】電壓互感器;PLC;電壓測量

電壓互感器是發電廠、變電所等輸電和供電系統不可缺少的一種電器。精密電壓互感器是電測試驗室中用來擴大量限，測量電壓、功率和電能的一種儀器。電壓互感器和變壓器很相象，都是用來變換線路上的電壓。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計算單位;而電壓互感器變換電壓的目的，主要是給測量儀表和繼電保護裝置供電，用來測量線路的電壓、功率和電能，或者用來在線路發生故障時保護線路中的貴重設備、電機和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，最大也不超過一千伏安。電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關系變換成100V或更低等級的標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。下面就用PLC控制器來測量電壓互感的三相線電壓和三相相電壓。

1.輸入/輸出元件及控制功能

如表1所示，為實際控制電路的輸入/輸出元件及控制功能。

表1 輸入/輸出元件及控制功能

PLC軟元件 元件文字符號 元件名稱 控制功能

輸

入 I0.0 S1 選擇開關1端 電壓測量選擇

I0.1 S2 選擇開關21端 電壓測量選擇

I0.2 S3 選擇開關3端 電壓測量選擇

輸

出 Q1.0 電壓互感器A相 電壓互感器與電壓表連接

Q1.1 電壓互感器B相 電壓互感器與電壓表連接

Q1.2 電壓互感器C相 電壓互感器與電壓表連接

Q0.5 電壓互感器B相 電壓互感器與電壓表連接

Q0.6 電壓互感器接地端 電壓互感器與電壓表連接

2.電路設計

用PLC控制測量電壓互感器電壓的原理接線圖如圖1所示。電壓表接在PLC輸出端的公共端1L和2L上，例如，測量CA相線電壓，則將選擇開關打在CA位置，通過PLC的輸入端I0.0-I0.2的編碼，控制輸出繼電器Q1.2和Q1.0得電，兩個輸出接點閉合，將電壓表連接到電壓互感器電壓C相和A相上。電壓互感器電壓測量PLC接線圖如圖2所示。

3.控制原理

根據圖1和圖2可以列出輸入/輸出關系如表2所示。

表2 PLC輸入/輸出關系

選擇開

關位置 輸入 輸出

I0.2 I0.1 I0.0 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q0.5 Q0.6

0 0 0 0 0 0 0 0 0

AB 0 0 1 1 0 0 1 0

BC 0 1 0 0 0 1 1 0

CA 0 1 1 1 0 1 0 0

A 1 0 0 1 0 0 0 1

B 1 0 1 0 1 0 0 1

C 1 1 0 0 0 1 0 1

無關項 1 1 1

根據表2，運用卡諾圖化簡，可以寫出輸出繼電器的邏輯表達式。

圖1

圖2

4.梯形圖

根據邏輯表達式畫出梯形圖如下：

經過驗證，以上方案正確可行。

參考文獻

[1]陳建明.電氣控制與PLC應用[M].電子工業出版社，2013.

[2]常曉玲.電氣控制系統與可編程控制器[M].機械工業出版社，2004.

[3]吳湛陰，王建國.互感器技術實用手冊[M].中國電力出版社，2011.

[4]袁秀修.電流互感器和電壓互感器[M].中國電力出版社，2011.

電壓互感器范文第5篇

關鍵詞：電壓互感器 傳感頭結構 電場仿真 均勻性 ANSYS

中圖分類號：TM451 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（c）-0005-02

電壓互感器是電力系統正常運行、電壓計量和電網保護所必需的電壓測量設備[1]。高精度的電壓互感器和電壓的精確測量對于電力系統來說極為重要[2]。隨著電力系統向超高電壓、大容量、智能化方向發展，傳統電壓互感器存在體積大、質量大、造價高等諸多缺點[3]。光學電壓互感器利用干涉原理來實現高電壓的測量，具有極高的準確性和精度，因而備受關注，具有極為廣泛的應用前景。但是，對于光學電壓互感器，其傳感頭電場分布的均勻性對電壓互感器的絕緣性能具有重要影響，而這對電壓測量的穩定性和安全性具有決定性作用[4]。因此，該文將主要研究不同互感器傳感頭結構下的電場分布，并仿真分析優化的傳感頭結構設計。

1 電壓互感器傳感頭結構

圖1所示是電壓互感器傳感頭的基本結構，其主要由銅電極、壓電陶瓷、傳感干涉儀以及周圍環境的油組成。壓電陶瓷和油可以增加傳感頭的絕緣性，傳感干涉儀則感受交流電壓并產生輸出相對應大小的信號。在以下仿真過程中，假定在兩個銅電極之間施加電壓為10kV、頻率為50Hz的交流電，傳感干涉儀和周圍的油的相對介電常數分別為4和2.35。同時，假定壓電陶瓷截面為1cm×1cm，兩個銅電極之間的間距為4cm。

2 傳感頭電場分布仿真

以下采用ANSYS有限元分析軟件，分別仿真研究不同形狀結構的傳感頭，主要是不同形狀的銅電極情況下，其周圍電場分布情況，同時仿真比較壓電陶瓷參數對電場分布均勻性的影響。

2.1 方塊電極

圖2表示傳感頭兩端電極為1.5cm×1.5cm×0.3cm的方塊電極，壓電陶瓷介電常數為1000，損耗角正切為0.5時電場分布。

2.2 半圓邊電極

圖3表示傳感頭兩端電極為1.5cm×1.5cm×0.3cm加半圓邊電極，壓電陶瓷介電常數為1000，損耗角正切為0.5時電場分布。

2.3 紡錘形電極

圖4表示傳感頭兩端電極為1cm×1cm×0.3cm的紡錘形電極，壓電陶瓷介電常數為1000，損耗角正切為0.5時電場分布。

2.4 三角形邊電極

圖5表示傳感頭兩端電極為1.5cm×1.5cm×0.3cm的三角形邊電極，壓電陶瓷介電常數為1000，損耗角正切為0.5時電場分布。

2.5 內斜邊電極

如圖6（a）所示，傳感頭兩端電極為1.5 cm×1.5cm×0.4cm的內斜邊電極，圖6（b）表示壓電陶瓷介電常數為1000，損耗角正切為0.5時電場分布，圖6（c）表示壓電陶瓷介電常數為1200，損耗角正切為0.15時電場分布。

由以上仿真可以看出，當兩端銅電極為半圓邊形和內斜邊形時，電壓互感器傳感頭周圍的電場分布均勻性較好，特別是兩端的銅電極為內斜邊形時，電場均勻性最好，此時在傳感干涉儀上的電場均勻性也較好，這將使電壓測量的精度和準確性更高。另外，從仿真結果中可以知道，當壓電陶瓷的相對介電常數較大而損耗角正切較小時，電場均勻性更好，此時傳感頭的絕緣性也更好，電壓互感器的性能更高。

3 結語

該文采用ANSYS有限元分析軟件，分別建立模型，仿真電壓互感器傳感頭上兩端為方塊電極、半圓邊電極、紡錘形電極、三角形邊電極和內斜邊電極時，傳感頭周圍的電場分布情況。仿真結果表明，銅電極采用內斜邊電極時，傳感頭周圍的電場分布最為均勻，傳感干涉儀上的電場也更為均勻。當壓電陶瓷的相對介電常數更大而損耗角正切更小時，傳感頭的絕緣性能更好，而且其電場均勻性也更好。該文的仿真結果對提高電壓互感器電壓測量的穩定性和安全性具有重要意義，未來還可以進一步研究銅電極為內斜邊電極時，其尺寸和傾斜角度的影響，以及多個銅電極時的電場分布情況，從而獲得更好的結果。

參考文獻

[1] 劉豐，畢衛紅，王健.光學高壓電壓互感器傳感頭結構的研究[J].電工技術學報，2008，23（5）：43-48.

[2] 婁鳳偉，王汝琳.干涉式電壓互感器的有限元分析[J].高電壓技術，2008，34 （5）：909-913.