一種新型便攜式互感器測試儀及其測試方法研究

張子菲　陳家賢

摘要：提出了一種便攜式互感器測試儀及其測試方法。這種便攜式互感器測試儀移動便捷，不需要單獨為測試儀提供外部電源，可單人操作，極大地方便了實驗人員的現(xiàn)場測試作業(yè)，尤其是對于大量的10 kV線路測試工作，這款測試儀能極大地提高工作效率。

關(guān)鍵詞：互感器測試儀;便攜式;極性變比;阻抗;升流

0 引言

電流互感器（CT）是輸電、供電系統(tǒng)不可或缺的電氣組件，也是電力系統(tǒng)繼電保護中很重要的一個環(huán)節(jié)，其性能好壞會直接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和繼電保護的正確動作。因此，在設(shè)備投產(chǎn)運行前、大修后、繞組更換或更換變比等工作后，都必須對所有相關(guān)電流互感器進行嚴格測試[1]。

對電流互感器的傳統(tǒng)測試一般使用干電池和指針式萬用表配合，從操作到數(shù)據(jù)處理需多人手動進行，且需人工判斷，最后的測試必然存在精度差、效率低、安全性差和勞動強度大等問題。文獻[2]提出了基于單片機的電流互感器變比與伏安特性檢測設(shè)備;文獻[3]提出了一種便攜的互感器測試儀，但功能相對簡單，只能實現(xiàn)極性測量，且精度未提及。本文所述便攜式互感器測試儀是根據(jù)運維人員現(xiàn)場需求設(shè)計的一款手持式互感器測試設(shè)備，使用單片機進行數(shù)據(jù)采集，并對測試結(jié)果進行自動分析和測算，僅需單人操作即可自動測出互感器停電時二次回路的極性、通斷以及互感器變比，可以單獨測量互感器二次回路阻抗等參數(shù)，還可以作為交流電流源使用，結(jié)果準確，方便可靠。尤其是在實際工作中，由于10 kV饋線數(shù)量多，測試10 kV饋線占了互感器測試的絕大部分，這款互感器測試儀可以極大地提高運維人員的工作效率。

1 便攜式互感器測試儀

1.1 ? ?儀器硬件說明

便攜式互感器測試儀裝箱圖如圖1所示。

便攜式互感器測試儀的主機如圖2所示。

便攜式互感器測試儀的接線端和功能鍵如下：

（1）一次/阻抗測試信號輸出端K1（紅）、K2（黑）：連接到CT一次側(cè)或斷開的CT二次回路側(cè)，升流時作為電流輸出接口。

（2）二次測試信號輸入端K1（紅）、K2（黑）：二次電流信號輸入端（二次電流直接接入）。

（3）電流互感器輸入插孔：二次電流信號鉗形輸入。

（4）顯示屏：彩屏背光顯示。

（5）電源鍵：開/關(guān)主機工作電源。

（6）測試鍵：開始測試。

（7）選擇鍵：變比測試和阻抗測試時選擇1 A/5 A的互感器類型，升流測試時選擇輸出的電流值大小。

（8）功能鍵：切換變比/阻抗/升流功能測試。

（9）充電接口：在主機背面，外接充電適配器輸入。

（10）尺寸與重量：主機155 mm×90 mm×47 mm，主機（含電池）凈重約1.5 kg，裝箱凈重約3.5 kg。

1.2 ? ?測試儀特點

該新型便攜式互感器測試儀有以下特點：

（1）無須外接電源，內(nèi)置大容量充電鋰電池，甚至可作為交流電流源使用，輸出3～9 A的交流電源。

（2）可用于在電流互感器處于停電時的二次回路極性與通斷測試以及互感器（50：5～5 000：5）的變比測量計算。測極性變比時互感器二次既可以使用電流鉗取樣，也可以直接接入。

（3）可測試互感器二次回路電阻、電抗、阻抗（不超過10 Ω）、導(dǎo)納以及負荷等參數(shù)。

（4）依據(jù)自動測量值計算判斷，替代人工模擬指針瞬時擺動狀態(tài)，保證結(jié)果準確性。

（5）采用高分辨率彩屏顯示測試結(jié)果，清晰直觀，不復(fù)位不清除結(jié)果。

2 技術(shù)指標

該測試儀的開發(fā)是基于以下參比條件進行的，且有一定的測量范圍和參比條件下的誤差極限。在實際使用中，受工作環(huán)境的影響，結(jié)果會有一定誤差。

（1）參比條件如表1所示。

（2）根據(jù)文獻[4]中對10 kV電流互感器的變比選擇，結(jié)合實際現(xiàn)場變壓器的容量，把這款測試儀的變比的測量范圍設(shè)置為表2所示參數(shù)。

極性通斷測試結(jié)果100%準確無誤差。

（3）工作條件與注意事項。

1）電池：便攜式互感器測試儀配備1節(jié)4 800 mAh鋰電池。電池充滿后，主機可連續(xù)工作10 h。在正常測試時，可查看屏幕右上方的電池標識，估算剩余電量。

2）儲存：測試儀應(yīng)儲存在0～40 ℃、相對濕度小于85%的環(huán)境中，且空氣中不應(yīng)有酸、堿及腐蝕性氣體。長期不用時，應(yīng)隔一段時間充電，保證主機電池有存電。

3 接線說明

接線前，開機界面上方顯示“變比”“阻抗”“升流”3種功能，按“功能”鍵切換3種測試，按“選擇”鍵選擇相對應(yīng)的互感器類型或輸出電流大小，再進行相應(yīng)接線。

3.1 ? ?測極性/變比

文獻[5]介紹了幾種測量互感器變比及極性的方法，把相關(guān)方法應(yīng)用到該互感器測試儀中。該便攜式互感器測試儀默認先進行極性測試，再進行變比測試。測極性變比時，將儀表一次/阻抗端接到電流互感器的一次P1、P2端，電流互感器的二次回路有兩種接法：

（1）如圖3所示，斷開二次回路，將線接到“二次直接接入”的接線柱上。

（2）如圖4所示，不用斷開二次回路，直接在回路導(dǎo)線上夾電流鉗，電流鉗方向從S1流向S2，再將電流鉗連接線接到表上的電流插孔處。

當二次直接接入和鉗形接入同時有信號時，默認取二者之間較大值。

3.2 ? ?測二次回路阻抗

如圖5所示，測阻抗時，將互感器二次回路斷開，二次回路連到一次/阻抗端，按下“功能”鍵，將界面切換至阻抗功能，最后按下“測試”按鍵即可。