電流互感器的常規(guī)試驗接線方法

郭祥程

摘要：在電力系統(tǒng)中，電流互感器在變電站中具有無可替代的地位。電流互感器要想安全運行，其試驗接線的方法顯得十分重要。隨著電網(wǎng)對安全性的要求越來越高，電流互感器試驗接線的方法重要性也顯得日益突出，其性能甚至影響繼電保護裝置動作的正確性。因此，電流互感器試驗接線是電網(wǎng)可靠運行、準確測量計量以及人生安全保障的一道重要防線。基于此，本文就電流互感器的常規(guī)試驗接線方法進行了探討。

關(guān)鍵詞：電流互感器;常規(guī)試驗;接線;方法

一、定義

電流互感器（TA）是發(fā)電廠、變電所等輸電、供電系統(tǒng)中供測量、計量、保護用的設(shè)備。電流互感器的原理和變壓器一樣，也是依據(jù)電磁感應(yīng)原理將一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流，它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，二次側(cè)繞組很多，串在需要測量的電流的線路中。運行中的電流互感器，其二次側(cè)所接的負載均為儀表或繼電器電流線圈等，阻抗非常小，基本上運行于短路狀態(tài)。這樣，二次電流產(chǎn)生的磁通和一次電流產(chǎn)生的磁通互相去磁，使鐵芯中的磁通密度能維持在較低的水平，此時，電流互感器的二次電壓也很低。當(dāng)運行中二次線圈開路后，一次側(cè)的電流仍然不變，而二次電流等于零，則二次電流產(chǎn)生的去磁磁通也消失了。這樣，一次電流全部變成勵磁電流，使電流互感器的鐵芯驟然飽和，此時鐵芯中的磁通密度可高達18000Gs以上，最終導(dǎo)致危害人員、設(shè)備安全，也影響測量準確性。

實際工作中，往往發(fā)現(xiàn)電流互感器的二次側(cè)開路后，并沒有發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。這主要是因為一次回路中沒有負載電流或負載很輕，這時勵磁電流很小，鐵芯沒有飽和，因此就不會發(fā)生什么異常現(xiàn)象了。

二、分類

按照工作原理，可分為電磁式和數(shù)字式;按照絕緣介質(zhì)，可分為干式、油紙絕緣、氣體絕緣;按照二次繞組所在位置分為正立式和倒立式;

在220kV及以上的電流互感器中，為了改善其電場分布，使電場分布均勻，在絕緣中布置一定數(shù)量的均壓極板——電容屏，最外層電容屏（末屏）必須接地。如果末屏不接地，則因在大電流的作用下，其絕緣電位是懸浮的，電容不能起均壓作用，在一次通有大電流后，將會導(dǎo)致電流互感器絕緣電位升高，從而燒毀電流互感器。

三、電流互感器的試驗

1.絕緣電阻測試

能有效地發(fā)現(xiàn)其絕緣整體受潮、臟污、貫穿的集中性缺陷，以及絕緣擊穿和嚴重過熱老化等缺陷。末屏對地絕緣電阻的測量能有效地檢測電容型電流互感器進水受潮缺陷。

測量電流互感器主絕緣、末屏、二次繞組之間及地絕緣電阻在大修或交接試驗及預(yù)防性試驗時，宜采用2500V及以上的絕緣電阻表。一次繞組的絕緣電阻應(yīng)大于3000MΩ，二次繞組對地及繞組之間不低于1000MΩ。一次繞組對二次繞組及外殼、各二次繞組間及其對外殼的絕緣電阻與出廠值比較，不應(yīng)有顯著的變化。末屏絕緣電阻不低于1000MΩ，若末屏對地絕緣小于1000MΩ，應(yīng)測量其tanδ。在測量末屏絕緣電阻時，若沒有充電現(xiàn)象，而絕緣電阻值很低，放電時無“火花”或“放電”聲，可能電流互感器末屏受潮。

絕緣電阻能夠有效的發(fā)現(xiàn)貫通的集中性缺陷、整體受潮或有貫通性的受潮部分、表面污垢（比較有無屏蔽時的值即可）。

2.介質(zhì)損失角正切值tanδ及電容量測試。

能有效地發(fā)現(xiàn)互感器局部集中性的和整體分布性的缺陷，配合電容量的變化狀況，判斷主絕緣是否老化或受潮，是否存在缺油現(xiàn)象。電流型電流互感器有末屏引出的，應(yīng)測量末屏對地的tanδ值，主要是檢查電流互感器底部和電容芯子的絕緣狀況。在測量電流互感器末屏介質(zhì)損耗和電容量時，所加電壓不得超過該末屏的承受電壓介損測試分為主絕緣電容量和tanδ的測試及末屏對地電容量和tanδ的測試。

主絕緣電容量和tanδ的測試采用正接法，電壓選擇10kV，一次繞組短接后接高壓接線，末屏解除接地接電橋Cx端。

末屏對地電容量和tanδ的測試采用反接法，電壓選擇2kV，末屏解除接地接高壓接線，一次繞組短接后接電橋的屏蔽端。

電容式電流互感器主絕緣為油紙絕緣，油紙絕緣的介質(zhì)損耗與溫度的關(guān)系取決于油與紙的綜合特性。油屬于非（弱）極性介質(zhì)，其損耗隨著溫度升高而增大。紙屬于極性介質(zhì)，其損耗在-40～60℃內(nèi)隨著溫度升高而減小。根據(jù)電流互感器油與紙的綜合特性，介質(zhì)損耗變化很小，所以一般不進行溫度換算。但是，當(dāng)受潮時電流互感器介質(zhì)損耗隨著溫度升高而明顯增大。

當(dāng)電流互感器輕度受潮時，主屏介質(zhì)損耗變化小，末屏對地絕緣電阻降低、末屏對地介質(zhì)損耗增大;嚴重進水受潮時，末屏絕緣電阻進一步降低、末屏介質(zhì)損耗進一步增大。主屏介質(zhì)損耗變化不明顯，如水分滲透到主屏的端部，主絕緣損耗變化明顯增大;深度受潮時，主屏介質(zhì)損耗增大，末屏對地絕緣電阻更低、末屏對地介質(zhì)損耗更大。

絕緣良好時，在一定電壓范圍內(nèi)tanδ一般隨電壓升高變化很小;絕緣有缺陷時tanδ變化則較顯著，絕緣受潮介質(zhì)損耗增加使絕緣溫度增高，造成tanδ迅速增大，電壓下降時由于介質(zhì)損耗增大導(dǎo)致介質(zhì)發(fā)熱，使損耗增加不能回到原來響應(yīng)電壓下的tanδ數(shù)值;在絕緣產(chǎn)生局部放電時，tanδ不隨電壓升高，當(dāng)達到局部放電起始電壓時tanδ急劇增加，當(dāng)電壓下降到局放熄滅電壓時，曲線重合。熄滅電壓越低，絕緣局部缺陷越嚴重。

測量tanδ能夠有效的發(fā)現(xiàn)整體受潮、劣化、老化、小體積被試品的貫通及未貫通性缺陷。

3.直流電阻測試

測量電流互感器一次、二次繞組的直流電阻是為了檢查電流互感器回路的完整性，及時發(fā)現(xiàn)因制造、運輸、安裝或運行中，由于振動和機械應(yīng)力等原因而造成的導(dǎo)線斷裂、接頭開焊、接觸不良、匝間短路等缺陷。溫度對直流電阻影響很大。必要時可將電阻校正到75℃或規(guī)定的其他溫度下進行比較。試驗電流不得大于被測電阻額定電流的20%，且通電時間不宜過長，以減少被測電阻因發(fā)熱而產(chǎn)生較大誤差。同型號、同規(guī)格、同批次電流互感器一、二次繞組的直流電阻和平均值的差異不得大于10%.當(dāng)有懷疑，應(yīng)提高施加的測量電流，測量電流（直流值）一般不宜超過額定電流的50%。

4.勵磁特性測試

檢查互感器的鐵芯質(zhì)量，通過鑒別磁化曲線的飽和程度，以判斷互感器的繞組有無匝間短路等缺陷。試驗時電壓從零向上遞升，以電流為基準，讀出電流值，直至額定電流。若對特性曲線有特殊要求而需要增加電流時，應(yīng)迅速讀數(shù)，以免繞組過熱。在進行電流互感器的勵磁特性試驗前，應(yīng)將互感器二次繞組引線和接地線均拆除，試驗時一次側(cè)開路，從二次側(cè)施加電壓。當(dāng)繼電保護對電流互感器的勵磁特性有要求時，應(yīng)進行勵磁特性試驗。當(dāng)電流互感器為多個抽頭時，可在使用抽頭或最大抽頭測量。

實測的伏安特性曲線與過去或出廠的伏安特性曲線比較，電壓不應(yīng)有顯著降低。飽和的拐點不應(yīng)有顯著的變化，當(dāng)電流互感器被測繞組有匝間短路時，其勵磁特性曲線在開始部分電壓較正常的略低。

參考文獻

[1]《國家電網(wǎng)公司變電檢修管理通用細則》

[2]《國家電網(wǎng)公司變電設(shè)備檢測通用細則》

[3]《互感器典型案例》