電流互感器檢驗項目和試驗方法分析

摘要：電流互感器由閉合鐵芯和繞組組成，依據電磁感應原理工作。電流互感器作為一種變壓器，通過串接在測量儀表之中保護電路，廣泛應用于電力系統測量研究、儀表測量和繼電器保護系統中。電流互感器在工作狀態下，始終呈閉合形式，只有當電網電壓和電流超過預設值時，電能表和其他測量儀表通過互感器接入電網系統之中繼而保護電力設備并進行其他測量。本文主要就電流互感器檢驗項目和試驗方法進行分析，希望對相關工作人員有所參考。

關鍵詞：電流互感器;檢驗;試驗

1.引言

隨著智能網在我國推廣范圍的擴大，電流互感器受到了越來越多的關注。目前使用的電子式互感器相比傳統互感器故障率反而提高，這就需要我們對電流互感器加進技術檢驗，提高電流互感器的運行穩定性和可靠性。電流互感器目前使用A/D轉換模式，信號變換流程不固定，導致大量光學元件和電子器件容易處于受損狀態。電流互感器是電力系統監測、計量電力系統的重要依據，對電流互感器進行在線監測，并制定"校驗標準，找到正確的檢驗方式顯得尤其重要。

2.電流互感器的定義

電流互感器又被稱為“儀用互感器”。主要是通過擴大儀表量程、多電流保證測量準確性。電流互感器原理上跟變壓器差不多，利用電磁感應系統，改變電流大小進行工作。電流互感器一端連接被測電流繞組N1，另一端連接測量儀表N2。在發電、變電、輸電以及配電過程中通過線路電流的大小差異進行測量，控制和保護統一電流。一般情況下電路電壓會很高影響測量，電流互感器這時候就需要起到轉換和隔離電流的作用。

3.電流互感器概述

3.1電流互感器的分類

根據國家測量原理分類，電流互感器主要分為：空心電流互感器、光學電流互感器和低功率LPCT電流互感器。以技術類型劃分，電流互感器又大致可分為：傳感單元全光纖、傳感光學玻璃、激光供電+空心線圈+鐵芯線圈、地電位直流供電+空心線圈+鐵芯線圈。

3.2電流互感器的存在問題

3.2.1信號變換流程差異

電流互感器和傳統互感器信號流程存在原理性差異。數字化變電站的一次性電流、電壓測量信號容易失效，一旦電子元件將直接影響整個電力系統的運行。

3.2.2研究力度不夠

電流互感器研發應用至今，種類很多卻各有問題存在，國內因缺乏對電流互感器的電能數字式計量體系整體研究，沒能找到合理的檢驗和試驗方式。

3.2.3缺乏對電流互感器運行狀態的實時性監測

目前電流互感器因為各種因素正常運行都難以保證，推動數字化變電站的發展和改革將有效增強電流互感器在電磁環境的有效運行。對電流互感器運行狀態及誤差實時監測將有效提高電流互感器的運行可靠性。

3.2.4電磁干擾對電流互感器的影響

電子互感器的電磁兼容抗干擾測試顯示故障率最高，是現場運行事故的高發環節。電流互感器容易受到電磁干擾，運行過程中高壓設備和間隔層設備合并單元以及電流互感器采集裝置都將受到嚴重干擾。雷電產生的干擾、開關操作以及供電網中產生的工頻電場和磁場都會對電流互感器造成影響。

3.3電流的運行狀況

任何一個光學器件出現問題都將會影響互感器的穩定性，光學回路有一些專門針對電力行業做的改進，對于那些噪聲大、溫度和振動穩定性差的光學器件將進行改造，引用一些沒有電子元件，電子兼容性較好的器件。另外，大部分光學器件位于地電位，出現問題需要重新進行標定。不同傳感器之間或者其他任意光學器件幾乎無可替換性，更換很麻煩，這就造成了維護的困難。

4.電流互感器的檢驗項目

電力企業為保證電能裝置的準確性將會進行現場檢驗，以此保證互感器運行的可靠。

4.1檢驗依據

電流互感器現場檢驗需嚴格按照《電能計量裝置檢驗規程》和《電能計量裝置技術管理規程》的相關規定進行檢測。

4.2檢驗項目和檢驗周期

1. 低壓電流互感器運行時需在電能表輪換時檢測變比、二次回路運轉和負載情況。（2）I類電能表需要至少三個月進行一次現場檢驗，II類電能表半年檢測一次以及III類電能表一年檢測一次即可。（3）改造后的四類電能高壓測量裝置需要在30天內進行當場檢驗。檢驗事項包括：電能計量器具的準確性、電能計量裝置的運行狀態以及二次負荷和二次回路接線的正確性。（4）電流互感器運行中35kv以上的二次回路需要每兩年進行一次檢驗。二次電路的負荷數超過標準二次負荷或二次電路電壓降值超標準差值時應及時檢查并盡快解決問題。（5）互感器本身十年必須進行一次現場檢驗，當誤差值超過標準范圍就需要及時找到問題所在并解決。

4.3檢驗設備

現場檢驗的標準器準確度應在2個等級，測量指示儀表的準確度等級也應該在0.5以上。配置盡可能合理有效，現場檢驗標準至少在3個月進行一次對比。對于現場檢驗所用儀器應具備測量電壓、電流和相位的功能，能夠做到數據的及時存儲和整理作用。另外，現場檢驗應配備專營電壓互感器二次回路降壓測試儀和互感器變比在線測試儀。

5.電流互感器變比檢查試驗方法

電流互感器和變壓器都是根據電磁感應原理應用工作。變壓器線圈兩端產生交變電流，主磁通過二次線圈感應產生二次電勢，然后產生二次電流。影響互感器變比誤差因素很多，主要由以下幾方面：（1）電源頻率變化造成變比誤差。（2）比差和角差和二次電荷的不規律變動（包括成同向、反向變動以及二者功率因數同方向變動）。（3）電流互感器各參數值變動影響。包括線圈阻抗、鐵芯材質、線圈匝數等。

5.1具體試驗方法

根據等值電路圖和試驗的連接圖進行電流和電壓法比較，對互感器變化情況進行試探特點和原理分析。

5.1.1電流分析法

圖1電流變比實驗圖

如圖1所示：利用電流法進行互感器變比實驗檢查電路。I電流為1臺升流器和調壓器;K1、K2代表互感器二次線圈的兩個端口;L1和L2表示互感器一次線圈的兩個端口;A1電流表測量互感器一次電流以及A2電流表測量二次電流。

電流法分析：

優點：能夠準確模擬實際電流互感器工作特點，使二次負荷大小比出現變化，能夠相對準確的測試出互感器變化情況。

缺點：互感器本身電流會因為系統容量的變大而變大，甚至遠超標準限值。從實驗角度看，增大電流到幾百安是不合理的，但降低電流對對實驗預想狀態有所差別，電流減少過多對互感器也會造成很大的誤差。

5.1.2電壓分析法

圖2.電壓法連線圖

電壓法主要由電壓分壓式和電磁感應式。電磁感應式主要適合220kv以下的小電壓，分壓式主要適合110kv以上的電力系統。

電壓互感器阻抗很小，電路出現短路狀況時，電流將會迅速變大燒壞線圈和電路。互感器能夠及時連接熔斷器，防止線路邊緣受損。通過形成對地的高電位保證設備和人身安全。

如圖2所示，U"^代表電壓源U;L1、L2"分別代表互感器一次線圈的兩個端口;K1"和K2"為互感器二次線圈的兩個端口;V"測量二次電壓;mV"測量一次電壓。

電壓法分析：

優點：可以測量任意型號和任意變比的電流互感器，適用范圍廣;容易控制，誤差相對較小;所用設備操作也比較簡單，更適合現場檢驗使用;被測電流互感器安全性很好，及時二次開路也不會對人造成傷害。

缺點：二次線圈的電流需要在10mA以下，準確度要求高。

6.結語

電流互感器還需要很多改進和試驗的地方，通過同時檢驗多組相聯電流互感器之間的線路連接可以增強檢驗安全和可靠性，也可以大大提高檢驗效率。另外還需要解決電流互感器送電過程中負荷設備二次電流過小造成設備不能運行等問題。我國電力系統處于一個快速發展的時期，電流互感器的廣泛應用有利也有弊，加強檢驗項目和試驗方法的探究，使電流互感器應用更加安全可靠才能不斷推進我國電力建設的發展。

參考文獻：

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