直流法中用發光二極管替代指針式萬用表測試電流互感器的極性

張 耀

（蘇州供電公司，江蘇 蘇州 215168）

電流互感器（TA）是電力系統重要的一次電氣設備，它承擔著隔離高、低壓系統及將一次大電流轉換成二次小電流的職能。其接線的正確與否,對系統的保護、測（計）量、監察等設備的正常工作有極其重要的意義。在生產實踐中，由于 TA極性及接線不正確，造成保護裝置拒動誤動、監察測量裝置錯誤工作的情況時有發生，所以 TA在交接及大修前后應進行極性試驗，以防在接線時將極性弄錯。利用極性試驗法檢驗 TA接線的正確性，已經是繼電保護工作人員必不可少的工作程序。

測試 TA極性的方法很多，在日常工作中直流法應該是被采用最多的試驗方法。

圖1 直流法測TA極性接線示意

直流法接線如圖1所示，使用干電池和高靈敏度的磁電式儀表（現場使用指針式萬用表）進行測定。檢測極性時，一般由兩人配合進行，一人將打到直流毫安檔（注意量程）的指針式萬用表的正負極分別接在TA二次線圈的K1、K2端上,另一人用導線將電池的正極接在TA一次線圈的L1端上，負極則可直接敲擊一次線圈的 L2端，伴隨敲擊口中大喊“搭”“放”。當“搭”（開關S瞬間閉合）時，萬用表指針偏向右轉（正方向），而“放”（開關S瞬間斷開）時，萬用表指針偏向左轉（反方向），則表明所接互感器一、二次側端子L1和K1為同極性。反之，為異極性。

從上可以看到，指針式萬用表在直流法測試TA極性中扮演著重要角色，那么它是否就是無可替代呢？答案是否定的。在一次實際操作中，我們就用發光二極管替代了指針式萬用表，并取得了成功。那么它是怎么來實現的？下面就讓我們來稍加分析。

1）發光二極管的工作條件

發光二極管是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能，常簡寫為LED。它與普通二極管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED正極流向負極時，LED就發出光線，反之不發光。能使LED正常發光的電流即為它的工作電流IF, 一般當IF=1mA時起輝.隨著IF的增加亮度不斷增大。

2）直流法測試TA極性的原理

要搞清直流法測試 TA極性的原理，首先要了解清楚TA的工作原理。

在電氣測量和繼電保護回路中，TA原理接線如圖 2 所示，其中 I1為一次電流；W1為一次繞組匝數；I2為二次電流；W2為二次繞組匝數； KA—電流繼電器；A—電流表；W—有功功率表。由楞次定律可知，當系統一次電流I1從一次繞組極性端子 L1流入時，在二次繞組中感應出的電流I2應從極性端子K1流出，且I2=I1W1/W2。

圖2 TA原理接線圖

直流法測試 TA極性正是在一次繞組模擬了一個電流 I1，由于使用的是干電池，不能在 TA鐵心中產生交變主磁通，所以只能通過“搭”“放”電池的方式人為在鐵心中產生一個磁通量的變化，從而在二次繞組中感應出電流 I2。同樣由楞次定律可知，干電池“搭”和“放”分別產生的I2正好方向相反，其大小由式1可知肯定大于1mA。

至此，為何發光二極管能替代指針式萬用表測試TA極性也就不言而喻了。

3）發光二極管替代指針式萬用表后的直流法接線（如圖3所示）。

圖3 發光二極管替代指針式萬用

實際操作時和上面提到的方法一致，如果在“搭”電池時，LED1亮，“放”電池時，LED2亮，則表明所接互感器一、二次側端子為同極性；如果在此過程中，先亮 LED2再亮 LED1，則表明是異極性。

那么是不是所有的直流法測試 TA極性都能用發光二極管來替代指針式萬用表呢？答案也是肯定的。在現場試驗時，只要充分考慮了發光二極管的正常工作參數及極限參數，即：①最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管；②最大反向電壓 VRm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發光二極管可能被擊穿損壞。然后再根據 TA變比的不同，選擇不同的直流電源或不同參數的發光二極管，應該都能圓滿的完成測試工作。