測(cè)量用電流互感器的檢定

包煊赫

摘要：電流互感器對(duì)于交直流設(shè)備的的測(cè)量與計(jì)算分析中有著極為重要的作用，用于高壓變電站和電網(wǎng)中的保護(hù)、測(cè)量和控制。本文通過(guò)對(duì)電流互感器的發(fā)展、功能與檢定分析，對(duì)電流互感器的測(cè)量精確性進(jìn)行了提升，對(duì)于電流的高效檢測(cè)提出了創(chuàng)新的思路。關(guān)鍵詞：電流互感器；精確性；高效檢測(cè)

1電流互感器的發(fā)展

電流互感器（電流互感器）是用于在其次級(jí)中產(chǎn)生與其初級(jí)中的AC電流成比例的交流（AC）的變壓器，電流互感器以及為測(cè)量而設(shè)計(jì)的電壓互感器（VT）或電壓互感器（PT）被稱為儀表互感器。當(dāng)電流太高而不能直接測(cè)量或電路的電壓太高時(shí)，可以使用電流互感器在其次級(jí)中提供隔離的較低電流，其與初級(jí)電路中的電流成比例。感應(yīng)的次級(jí)電流然后適合于測(cè)量?jī)x器或電子設(shè)備中的處理。電流互感器對(duì)初級(jí)電路幾乎沒(méi)有影響。通常，在電子設(shè)備中，初級(jí)和次級(jí)電路之間的隔離是重要的特性。電流互感器用于電子設(shè)備中，并廣泛用于電力工業(yè)中的計(jì)量和保護(hù)繼電器。電流互感器可以安裝在開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)或設(shè)備套管中，但是通常使用獨(dú)立的室外電流互感器。

2電流互感器的功能

像任何變壓器一樣，電流互感器具有初級(jí)繞組、鐵芯和次級(jí)繞組，盡管一些變壓器（包括電流互感器）使用空氣芯。原則上，電流互感器和電壓互感器（正常類型）之間的唯一區(qū)別在于，前者被饋送有“恒定”電流，而后者被饋送以“恒定”電壓，其中“恒定”具有嚴(yán)格的電路理論意義。初級(jí)中的交流電流在芯中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，然后在次級(jí)中感應(yīng)交流電流。初級(jí)電路在很大程度上不受電流互感器的插入的影響。精確的電流互感器需要在初級(jí)和次級(jí)之間緊密耦合，以確保次級(jí)電流在寬電流范圍內(nèi)與初級(jí)電流成比例。次級(jí)中的電流是初級(jí)（假設(shè)單匝初級(jí)）中的電流除以次級(jí)的匝數(shù)。電流互感器通常由硅鋼環(huán)芯組成，其纏繞有多匝銅線，承載初級(jí)電流的導(dǎo)體通過(guò)環(huán)。因此，電流互感器的主要因素是單一的“轉(zhuǎn)向”。初級(jí)“繞組”可以是電流互感器的永久部分，即用于攜帶電流通過(guò)磁芯的重銅條。窗式電流互感器（也稱為零序電流互感器或zS電流互感器）也是常見(jiàn)的，其可以具有穿過(guò)磁芯中的開(kāi)口的中間的電路電纜以提供單匝初級(jí)繞組。為了幫助精度，主導(dǎo)體應(yīng)該在孔徑中心。電流互感器由其從初級(jí)到次級(jí)的電流比指定，額定二次電流通常標(biāo)準(zhǔn)化為1或5安培。例如，當(dāng)初級(jí)繞組電流為4000安培時(shí)，4000：5電流互感器次級(jí)繞組將提供5安培的輸出電流。該比率還可以用于找到變壓器一側(cè)的阻抗或電壓，給定另一側(cè)的適當(dāng)值。對(duì)于4000：5電流互感器，次級(jí)阻抗可以被找到為ZS=NZP=800ZP，并且次級(jí)電壓可以被找到為VS=NVP=800VP。在一些情況下，次級(jí)阻抗被稱為初級(jí)側(cè)，并且被發(fā)現(xiàn)為ZS'=N2ZP。參考阻抗簡(jiǎn)單地通過(guò)將初始二次阻抗值乘以電流比來(lái)完成。電流互感器的次級(jí)繞組可以具有抽頭以提供一定范圍的比率，共有五個(gè)抽頭。形狀和尺寸根據(jù)最終用戶或開(kāi)關(guān)裝置制造商而變化。低壓?jiǎn)伪壤?jì)量電流互感器是環(huán)形或塑料模制外殼。分離式電流互感器具有兩部分芯或具有可移動(dòng)部分的芯。這允許將變壓器放置在具有最小干擾的導(dǎo)體周圍。分離式電流互感器通常用于低電流測(cè)量?jī)x器，通常是便攜式、電池供電和手持式。電流互感器廣泛用于測(cè)量電流和監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的操作。隨著電壓線，收入級(jí)電流互感器驅(qū)動(dòng)電力公司的瓦特計(jì)在幾乎每一個(gè)建筑與三相服務(wù)和單相服務(wù)大于200安培。

3電流互感器的檢定

3.1外觀檢查

有下列缺陷之一的電流互感器，必須修復(fù)后再檢定：無(wú)銘牌或銘牌中缺少必要的標(biāo)志；接線端子缺少、損壞或無(wú)標(biāo)志；有多個(gè)電流比的互感器沒(méi)有標(biāo)示出相應(yīng)接線方式；絕緣表面破損或受潮；內(nèi)部結(jié)構(gòu)件松動(dòng)；其他嚴(yán)重影響檢定工作進(jìn)行的缺陷。

3.2絕緣電阻測(cè)量

用2500V兆歐表測(cè)量各繞組之間和繞組對(duì)地的絕緣電阻。一次繞組對(duì)二次繞組及接地端子之間的絕緣電阻不小于40MΩ；二次繞組對(duì)接地端子之間以及二次繞組之間的絕緣電阻不小于20MΩ。

3.3退磁

若制造廠規(guī)定了退磁方法，應(yīng)按標(biāo)牌上的標(biāo)注或技術(shù)文件的規(guī)定進(jìn)行退磁。如果制造廠未有規(guī)定，可采用開(kāi)路法退磁。實(shí)施開(kāi)路法退磁時(shí)，在一次（或二次）繞組中選擇其匝數(shù)較少的一個(gè)繞組通以10%-15%的額定一次（或二次）電流，在其他繞組均開(kāi)路的情況下，平穩(wěn)、緩慢地將電流降至零。退磁過(guò)程中應(yīng)監(jiān)視接于匝數(shù)最多繞組兩端的峰值電壓表，當(dāng)指示值達(dá)到2600V時(shí)，應(yīng)在此電流值下退磁。

3.4繞組極性檢查

測(cè)量用電流互感器的繞組極性規(guī)定為減極性。當(dāng)一次電流從一次繞組的極性端流入時(shí)，二次電流從二次繞組的極性端流出。推薦使用裝有極性指示器的誤差測(cè)量裝置按正常接線進(jìn)行繞組的極性檢查。使用沒(méi)有極性指示器的誤差測(cè)量裝置檢查極性時(shí)，應(yīng)在工作電流不大于5%時(shí)進(jìn)行，如果測(cè)得的比值誤差超過(guò)100%，則極性異常。

4總結(jié)與展望

電流互感器通常用于在危險(xiǎn)的高電壓下監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)的高電流或電流，因此在這些情況下必須非常小心地設(shè)計(jì)和使用電流互感器。電流互感器的檢定的準(zhǔn)確性對(duì)于電氣設(shè)備的測(cè)量有著極為重要的作用，需要結(jié)合實(shí)際的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化與分析，才能有著更好的發(fā)展與創(chuàng)新。