大變比電流互感器誤差測試工裝設計

張伊銘 李紅增

【摘要】由于超高壓輸變電工程發展迅速，高電壓等級、大變比電流互感器增多，在實際測試過程中，發現一次電流越大，返回導體對電流互感器誤差測試的影響也就越大，甚至會出現與設計值相差很大或超出國標要求，因此設計專用工裝，采用等安匝法進行測試，減少返回導體對誤差測的影響。

【關鍵詞】大變比電流互感器 測試工裝

【中圖分類號】TM452 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）03-0055-01

一、測試工裝的設計意義

電流互感器誤差測試是電流互感器試驗項目之一，其目的是為了檢測電流互感器的準確度是否滿足要求；在試驗過程中，我們發現當電流互感器一次電流大于2000A時，在電流互感器的額定負荷下，其一次電流百分數為100%、120%的測量點誤差會超出規定值（此現象簡稱為超差），但按電流互感器設計理論計算，此處的誤差是完全滿足要求的，于是，我們進行了多次摸索試驗，記錄大量的試驗數據并進行分析，最終發現同等檢測條件下電流互感器誤差測試數據和通過一次電流的試驗導線（線徑、長度、與試品的相對位置等）關聯密切，在互感器測試領域，通常將安裝或試驗電流互感器時的外部導線稱為返回導體，一次導線未穿過試品（環形電流互感器線圈）的部分也視為返回導體，理想狀態下，足夠長的一次導線穿過環形電流互感器線圈，且一次導線正好位于環形電流互感器線圈的中心時，才不會對電流互感器的誤差測試產生影響，實際應用過程中，不可能無限地加長一次導線，因此，我們需制作特定的工裝來消除返回導體對試驗數據的影響。

二、測試工裝的工作原理

電流互感器的一次繞組可分為單匝和多匝，根據電流互感器磁動勢平衡方程I1N1=I2N2（其中I1N1稱為一次安匝，I2N2稱為二次安匝；I1、I2為一、二次電流，N1、N2為一、二次匝數），在測試電流互感器時，二次安匝已確定，不可改動，因此我們可以增加一次匝數N1，但仍滿足磁動勢平衡方程I1N1=I2N2，也就是采取等安匝測試法，來消除返回導體的影響；并且通過測試工裝，模擬電流互感器線圈的實際工況，使測試數據更加精準。

三、測試工裝的結構

測試工裝主要由支架、屏蔽筒、一次導線三個部分組成（如下圖），支架部分采用鋼架結構，支撐屏蔽筒、試品等，承重2T，并加裝萬向輪，方便移動運輸。屏蔽筒采用10mm鋁合金制成圓柱形結構，屏蔽筒上端蓋為單獨部分，上端蓋加裝吊鼻，可進行吊裝；上端蓋與屏蔽筒本體間裝有絕緣護套，避免上端蓋與屏蔽筒本體間形成電氣通道，導致測試數據失真；屏蔽筒上、下端蓋預留穿線孔，保證一次導線從屏蔽筒中心穿過。一次導線用銅排制成，采用串聯方式均等分穿過屏蔽筒中心，本工裝設計為四匝，銅排之間螺栓連接，留有一次電流進出兩個接線端，可實現單匝、兩匝、三匝、四匝等試驗方式，根據變比的不同，可任意選擇試驗匝數，比如測試4000/1的電流互感器誤差，選用一次為兩匝時，在標準互感器上選擇2000/1的測試檔，即可實現4000/1的誤差測試，選擇一次匝數為四匝時，在標準互感器上選擇1000/1的測試檔，完成4000/1的誤差測試。

四、測試工裝的驗證

選用一組1100kV電流互感器線圈（包括TPY級線圈、保護級線圈、測量級線圈）進行試驗，為了保證測量的精準性，選用精度等級最高的測量級（0.2S）線圈測試數據進行對比驗證，測試線圈的參數為：1500-3000-6000/1 0.2S級 10VA，因為一次電流越大，返回導體對測試數據的影響越大，故選6000/1的誤差數據作參考。測試時，除了對該組電流互感器線圈增加了測試工裝，其余測試條件含測試場地、測試儀器、試品等未做任何變動。測試數據如表1。

五、結語

通過測試數據可以發現，增加上工裝后的測試數據符合國標要求，也與設計值符合設計要求；采用兩匝和四匝時的測試數據差別細小，說明等安匝法測試原理有效；另外，采用該工裝后，不需將調壓器、升流器等測試設備增容，既節省了試驗場地面積，又提高了試驗效率。