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电流互感器变比测量及注意事项

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：张博

[导读] 摘要：电流互感器对于现场电气的保护与测量至关重要。

        湖北省工业建筑集团安装工程有限公司中心试验所湖北武汉 430058
        摘要：电流互感器对于现场电气的保护与测量至关重要。文章主要针对电流互感器的特点原理、互感器综合测试仪的测量原理、接线方法、注意事项、二次侧开路故障以及电流互感器的安装要点进行了简要的阐述。
        关键词：电流互感器；特点；原理；互感器综合测试仪；接线方法；注意事项；故障；安装规范
        一、电流互感器的特点
        电流互感器依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流，它是提供保护、测量用二次电流的一种重要电气设备。其一次侧与一次高压设备相连，二次侧与二次设备相连，它不仅能使测量仪表和继电器保护等二次电气设备与高压电器装置有效的隔离，保证工作人员的安全，还能使测量仪表和继电器标准化和小型化，并可采用小截面的电线、电缆进行远距离的测量。我们现场常见的电流互感器，P1/P2为一次接线端，S1/S2为二次接线端。
        二、互感器综合测试仪
        1、仪器介绍
        互感器综合测试仪，是在详细分析互感器的数学模型而开发出的互感器现场测试仪器。该设备可用于各种型号 CT的励磁、变比、极性、二次绕组电阻、负载阻抗、比差以及角差等稳态或暂态特性测试，自动测出拐点电压/电流、5％、10％误差曲线等 CT参数。仪器自动记忆测试功能选项、报告选项、报告设置选项，提高使用效率。配有后台分析软件，方便测试报告的保存、转换、分析，可以用于试验数据的对比、判断与评估。测试快捷操作简单，易于上手掌握。
        2、测量原理

        互感器综合测试仪采用电压法测量电流互感器变比，接线图如图所示，电压表V监测被测电流互感器二次电压，毫伏表mV监测被测电流互感器一次侧电压。电压法适合现场试验，其特点是设备少，线路简朴，易操纵，可精确测量比差。
        3、接线方法
        测试仪的输出端S1和测量端S1接入被测 CT 二次侧的一端，测试仪的输出端S2和测量端 S2接入被测CT二次侧的另一端。测试仪的一次侧测量端P1接入被测CT一次侧的一端，测试仪的一次侧测量端P2接入被测CT一次侧的另一端。
        4、测试注意事项
        a.接线前首先将仪器机壳接地、CT 一次侧一端接地，接线时严格按照说明书所示接线；
        b.变压器所有未测试的相短接并接地。测试三相变压器高压侧 A 相嵌入的 CT 时，应将变压器高压侧 BC 相及中低压侧 ABC 三相短接并接地；测试单相变压器高压侧嵌入的 CT 时，应将变压器中低压侧短接并接地；
        c.在GIS上进行CT测试时，合上接地刀闸，CT一次侧一端通过接地刀闸连接到地；
        d.测试多绕组的 CT 时，同一铁芯上非测试连片必须全部打开，禁止测试时触摸多绕组 CT 非测试端子；
        e.禁止在测试仪运行时连接或断开被测试对象、禁止在测试仪运行时断开电源。
        三、故障分析及应对措施
        1、二次侧开路
        二次侧开路是施工现场常见的电流互感器故障。当电流互感器二次侧发生开路时，由于交变的磁通在二次侧将感应出很高的电压，高电压可能会使电流互感器二次回路元件接线端子、二次接线柱等处产生火花，高电压传导到二次绕组和二次电路中，从而导致一、二次绕组间的绝缘被击穿，相关的继电保护装置、测量装置、计量仪表指示异常。
        2、二次侧开路主要原因
        a.交流电流回路中的接线端子排的质量和结构存在缺陷，在运行中发生底板螺孔与旋转螺杆接触不良，造成电流互感器二次回路的开路；
        b.安装人员工作中的失误，如接线错误、将电流端子排的螺丝压到二次线胶皮上、做安全措施时打开的线头忘记恢复；
        c.室外端子箱、接线盒受潮，端子螺丝或垫片锈蚀过于严重，造成接触不良，最终形成开路；
        d.调试人员工作中的失误，如做完调试检测后未仔细确认短接片是否已连接好或恢复，在送电前未检查电流互感器二次侧。
        3、二次侧开路应对措施
        a.首先要分辨出哪一组电流回路发生开路，需要判断此组电流的断开对保护有无影响，其二次回路的断开是否会使得保护发生误动，尤其是用于母差保护的电流互感器，当出现打火等电流互感器二次回路开路的现象时，应立即向有关部门申请将其退出，然后根据现场实际情况采取相应措施；
        b.运行中如需检修、校验保护装置、测量装置及计量仪表时，必须先将电流互感器二次回路有效短接，再断开该设备，电流互感器的二次回路不允许装设熔断器；
        c.在短接电流互感器二次回路前应尽可能减少一次电流，降低危险性。当电流互感器内部出现冒烟、放电、异响等现象时，应立即转移负荷，切断电源后进行检查和处理，如有旁路，可将线路转为旁路供电，提高供电的可靠性；
        d.当电流互感器二次开路需要短接时，应在开路打火处就近的二次端子上进行，封好开路的电流互感器二次回路后，再检查处理开路点。短接时应使用专用短路连片或短路线，短路应妥善可靠，禁止采用一般导线缠绕。根据短接后出现的现象判断短接是否已经奏效。若短接时有火花，则说明短接有效，可以认为故障点在短接点以下。
        四、电流互感器安装规范
        a.电流互感器的安装必须牢固，互感器外壳的金属外露部分应可靠接地；
        b.同一组电流互感器应按同一方向安装，以保证该组电流互感器一次及二次回路电流的正方向均一致，并尽可能易于观察铭牌；
        c.电流互感器二次侧不允许开路，电流互感器出口第一端子排应选用专用电流端子，电流互感器不使用的二次绕组在接线板处应短路并接地；
        d.电流互感器极性不能接反，相序、相别应符合设计及规程要求，对于差动保护用的互感器接线，应咨询电气技术负责人确认极性后方可接线。
        e.按图施工，接线正确，导线两端编号标记应清晰一致，标号范围符合规程要求；
        f.二次回路导线或电缆，均应采用铜线，电流互感器回路导线截面不应小于2.5mm2；
        g.二次回路导线排列应整齐美观，导线与电气元件及端子排的连接螺丝无虚接松动；
        h.盘、柜内二次回路导线不应有接头，必须有接头时，应采用其所长的接线端子箱过渡连接。
        结语
        电流互感器是电力系统中非常重要的设备。正确的安装和调试电流互感器将继电保护装置和测量仪表接入合适的二次侧，严格按技术规程与保护原理连接电流互感器二次回路，使继电保护等设备正常运行。在检测电流互感器时要严格遵守相关规范、准则、作业指导书及相关要求，避免对人身和设备造成伤害。
        利用互感器综合测试仪进行互感器相关特性试验不但比传统方法大大缩短了试验时间，减少了人员数量需求，而且携带轻便快捷便于运输，使用安全可靠减少了触电危险。
        参考文献：
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        [2]胡忠发.通过氢含量分析诊断电流互感器故障[J].科技咨询导报，2006（20）.
        [3]李建明，朱康.高压电器设备试验方法（第二版）[M]北京；中国电力出版社.2001
        [4]张仁豫，陈昌渔，王昌长.高电压试验技术（第二版）[M]北京；清华大学出版社.2003