DL / T 976— 2017《 带电作业工具、装置和设备预防性试验规程 》 规定 ： 10 kV 带电作业工具必须半年或者 1 年开展 1 次工频耐压试验[1]。 实际工作中，工频耐压试验电压有两种测量方式 ：一是用校准合格的电压分压器并联在带电作业工具两端，直接测量试验变压器的输出电压 ；二是用校准合格
的试验变压器的测量电压（即试验变压器低压侧测量绕组电压按照变比归算到高压侧） 近似代替试验变压器的输出电压[2]。 当试验变压器输入电压一定时，其低压侧测量绕组电压基本不变，归算到高压侧的电压也不变。 但试验变压器高压侧实际输出电压值会随着负载的变化而变化[3] ：当变压器负载为纯电阻时，高压侧实际输出电压与测量电压相差不大 ；当变压器负载为容性负载时，高压侧实际输出电压高于测量电压，即存在容升电压情况 ；当变压器负载为感性负载时，高压侧实际输出电压低于测量电压。
10 kV 带电作业工具在工频耐压试验电路中呈容性负载，故不可避免地产生容升电压。在对带电作业工具开展工频耐压试验时，如果忽略容升电压，用试验变压器的测量电压近似代替试验变压器的实际输出电压，可能会出现带电作业工具放电、击穿等情况。由于 10 kV 带电作业工具种类多，且工频耐压试验属于不可逆破坏性试验，为了确保试验的准确性及安全性，有必要对 10 kV 带电作业工具工频耐压试验时试验变压器的容升电压误差进行探讨。
1 试验变压器容升电压误差计算
试验变压器等效电路如图 1 所示。其中， R、 L 分别为试验变压器绕组的电阻、电抗 ； C 为被试品电容 ； Us 为试验变压器空载电压，相当于试验变压器的测量电压 ； Uc 为电容 C 两端电压，相当于试验变压器输出电压。
由于 ω2LC<1，回路呈容性，被试品电容电压 Uc高于试验变压器空载电压 Us，则容升电压 ΔU 为：
ΔU = Uc -Us= （ 1√（1-ω2LC）2+ ω2R2C2 -1）Us
（2）设 k 为容升电压误差，k = ΔUUS
（3）进一步可推导出被试品电容 C 为：C =2ωL-( )) ( ) ( )(3 2 222 2 2 2 22 L R1 k1 2 L 4 L 4 L R 1Cω ωω ω ω++ − − + −=4ω2L2-4 （ω2L2+ R2） （1- 1（1+ k） 2）2（ω3L2+ ωR2）
（4）忽略电阻影响，式（4）可以进一步简化为式（5），即：C = k（1+k）ω2L
（5）由式（5）可得 k 与 L 及 C 的关系如下：k = Cω2L1-Cω2L（6）
2 被试品*大电容临界值计算短路阻抗（Uk%） 主要是电感分量引起的电抗，
10 kV / 0.4 kV 试验变压器的短路阻抗值约为 8 %。
当两台变压器的额定电压 UN 相同且 Uk% 相差不大时，由于 ω 为固定值，故变压器容量越大，其电感L 越小 [4]。
L = XTω = Uk%UN2100ωSN
（7）由于变压器容量越大，其相应的绕组电感 L 就越小，由式（5）可知，当 C 一定时，k 就越小（一般Cω2L 远小于 1）；而当 k 值一定时，电感越小，被试品允许的电容量就越大。
按照相关标准要求，试验变压器的仪器仪表为0.5 级时，其变比误差为 ±1[2]，而交流电压测量系统误差不应大于 3%[5]，故试验变压器输出电压的*大
允许容升电压误差应不大于 1.5%。分别采用容量为 10 kVA、50 kVA 的 50 kV 试验变压器开展带电作业工具工频耐压试验，测得变压器绕组电感分别为 69.70 H、11.94 H。设 k =1.5%，由式（5）可得被试品*大电容临界值分别为 2 150 pF、12 553 pF。
3 10 kV 带电作业工具的电容值及试验变压器的 k 值计算
按照 DL/T 976—2017 中工频耐压试验要求布置 10 kV 带电作业工具，分别测得各种带电作业工具的等值电容量，将测得的等值电容量代入式（6），可计算出单件带电作业工具试验时试验变压器的 k值，数据见表 1。由于实际工作中通常多件带电作业工具同时试验，表 2 给出了多件带电作业工具的等值电容量，及其耐压试验时试验变压器的容升电压误差计算值。 k1、k2 分别为 50 kVA、10 kVA 试验变压器的容升电压误差计算值。
由表 1、表 2 数据可知 ：（1）采用 50 kVA 试验变压器对 10 kV 带电作业工具进行工频耐压试验时，无论是单件还是多件工具，其总电容量均小于 50 kVA 试验变压器在允许容升误差下的*大电容临界值（12 553 pF），故容升电压误差均小于 1.5% ；（2）采用 10 kVA 试验变压器对带电作业工具进行工频耐压试验时，由于单件绝缘毯及多件绝缘手套、绝缘靴、绝缘毯、绝缘帽电容量均大于 10kVA 试验变压器在允许容升误差下的*大电容临界值（2 150 pF），故容升电压误差均大于 1.5 %。
4 不同数量绝缘手套工频耐压试验时试验变压器的 k 值
为了验证试验变压器的容升电压误差与其伏安容量及 10 kV 带电作业工具等值电容量的关系，分别采用 10 kVA、50 kVA 试验变压器对不同数量的绝缘手套开展工频耐压试验，测试电路如图 2 所示。图 2 中，V1 为接入试验变压器测量绕组回路的电压表读数；V2 为接入 60 kV 分压器二次回路的电压表读数；C1、C2 分别为 60 kV 分压器高、低压臂电容；Cx 为绝缘手套（被试品）电容。试验变压器的空载电压 Us 和输出电压 Uc 可分别由 V1和 V2 乘以变比得到，试验数据见表 3。
由表 3 实测数据可知 ： （1） 随着容性负载（绝缘手套） 增加，两种不同容量试验变压器的容升电压 误 差 均 逐 渐 增 大，当 绝 缘 手 套 数 量 达 到 3 只时， 10 kVA 试验变压器的容升电压误差超过1.5%；（2） 随着容性负载（绝缘手套） 增加， 10 kVA 试验变压器的容升电压误差增长比 50 kVA 试验变压器的容升电压误差增长幅度大。
5 结论
（1）本文测量了常用 10 kV 带电作业工具在工频耐压试验时的等值电容量，其结果可以作为10 kV 带电作业工具试验设备设计及选型依据，其中绝缘手套、绝缘毯、绝缘垫等层向类工具的单件等值电容量远大于绝缘杆、绝缘绳等长度类工具的电容量。
（2）由于绝缘手套、绝缘毯、绝缘垫等层向类工具单件等值电容量较大，试验变压器容升电压误差较大，建议采用校准合格的交流电压分压器并联于带电作业两端对其电压进行直接测量；当没有交流高压分压器或者分压器故障时，建议采用校准合格的试验变压器的测量电压近似代替被试品电压。
（3）考虑到绝缘手套、绝缘毯、绝缘垫等层向类工具单件等值电容量较大，建议采用 50 kVA 试验变压器，以减少试验变压器的容升电压误差；对于单件等值电容量较小的绝缘杆、绝缘绳等长度类绝缘工具，可采用 10 kVA 或 50 kVA 的试验变压器，此时试验变压器的容升电压误差可以忽略。
