高压多绕组电流互感器应用分析

王龙湘

摘要：电流互感器在供配电网络中运用很广泛，是电力系统中必不可少的设备。在实际中，电力部门往往是利用互感器的变比关系将大电流按照一定的比例转变为小电流，从而将小电流提供给各种仪表装置，以确保测量仪表不直接与被测的线路接上，同时二次回路接线可以按多种方式以适应多方面的要求。本文首先介绍了高压多绕组电流互感器的原理，然后分析了高压多绕组电流互感器运行注意事项，最后着重讨论了电流互感器使用时的事故原因、诊断方法和预防措施。

关键词：高压多绕组；电流互感器；工作原理；应用

High-voltage multi-winding current transformer application analysis

Wang Longxiang

Abstract: The current transformer used in power supply network is extensive, is essential for power system equipment. In practice, the power sector is often the relationship between the use of transformer ratio will be high current in accordance with a certain percentage into a small current, which will provide a variety of small current meter installations to ensure that measuring instruments are not directly connected with the measured line on, while the secondary circuit wiring can be a variety of ways to suit various requirements. This paper describes the high-voltage multi-winding current transformer principle, and then analyzed the high-voltage multi-winding current transformer operation notes, and finally focused on the use of current transformer cause of the accident, diagnostics and preventive measures.

Keywords: high voltage multi-winding; current transformer; works; Application

测试大电流互感器抗电磁干扰力的多绕组非均绕等安匝法属于大电流互感器应用领域，其特征在于，在一次等效绕组的安匝数与本相一次母线安匝数相同的条件下，把一次等安匝绕组分成互相串联的两段，缠绕在大电流互感器整个铁心上，这两段绕组以分别均匀缠绕但均匀的程度不同，使得一次等安匝绕组产生的泄漏磁场与外通电导体产生的杂散磁场的幅值和形状相似，当模拟本相一次母线电流四倍以下的外导体电流的干扰时一次等安匝绕组的左、右两个部分作同极性串联，反之则作反极性串联。本发明能很好地测试在大通电导线干扰下大电流互感器的误差和温升。

一、高压多绕组电流互感器的原理

高压多绕组电流互感器是一种将高压系统中的电流或者低压系统中的大电流变成标准的方便于安全测量的小电流的电器。按照用途可以将高压多绕组电流互感器分为保护用和测量用两种。它通过与测量仪表相配合来测量电力系统的电流和电能；通过与继电器配合来保障电力系统的安全，同时隔离高电压，并标准化和小型化测量仪表和继电保护装置。

电流互感器TA是一、二次绕组通过一个共同的铁芯进行互感耦合的，相对二次来说，TA的一次内阻很大，可以近似认为是一个内阻很大的电流源。铁芯的材质是硅钢片。高压多绕组互感器的一次线圈通过较大的被测电流I1与电路系统中的线路串联，利用在铁芯内产生的交变磁通，使二次线圈感应出相应的二次电流。若将励磁损耗忽略不计的话，一次线圈与二次线圈有相等的安匝数I1N1=I2N2,其中N1为一次线圈的匝数，N2为二次线圈的匝数。电流互感器的电流比K=I1/I2=N2/N1。由于电流互感器的一次线圈是直接连在电力系统的高压线路中，所以必须采用与线路的高压相应的绝缘物来支持电流互感器的一次线圈接地，以保证二次回路的设备和人身安全。

二、高压多绕组电流互感器运行维护注意事项

当正常的电流互感器处于运行的时候，二次侧回路不得开路。相关的测量与保护及自动装置的电流要接通，其中备用的二次电流要在电流互感器二次侧接地的地方。对于正在运行的高压电流互感器，它的二次线圈其中的一点是要与地面连接。只有这样才能让一次和二次线圈在遇到绝缘问题而被高压击穿的时候，将高压电流牵引到地面上，使二次线圈可以依然保持地电位，同时又保证了二次设备与人身安全。所以，在允许的情况下，接地点最好是离电流互感器越近越好。一般单独存在的，和其它二次电流回路没有接触的电流互感器，它的二次回路在端子箱处就近接地。而且电流互感器只允许一点接地，若有两点接地的发生，则可能通过接地点之间的地电位差产生电流使电气测量的误差增大或影响继电保护装置的正确工作。

运行人员应该定期对电流互感器进行检查，以确保其运行正常。检查的内容主要如下：电流互感器应无奇怪的声音及焦臭味；电流互感器连接的接头不能有过热现象；电流互感器的磁套应保持清洁，要求无裂痕和放电声；对于注油的电流互感器，要定期进行油化实验，以检查油质情况，防止油的绝缘性降低；对于一些比较特殊的电流互感器，例如：环氧式电流互感器，要进行定期局部放电测试，为了防止危险事故发生，如：爆炸起火等，更要对其进行绝缘水平检查；对于SF6电流互感器，还要对其进行压力检查，确保运行正常。

为了保证人身及设备的安全，电流互感器在运行过程中尽量避免二次绕组开路。不接负荷时，应在导线有足够的截面积的情况下可靠短接，以免在一次过电流时产生较大的电流造成导线熔断。

一般在断路器开启后再对电流互感器二次回路进行操作，以防止电流互感器二次开路。对于电流互感器在停电的情况下，应对其进行断电，取下流变二次回路螺丝，在流变侧放上短路螺丝，特别需要注意的地方是：必须是在同一个编号的4个连接螺丝全部取下后，才能在流变侧放上短路螺丝。

在正常的电流互感器运行时，二次侧回路不得开路。相关的测量与保护及自动装置的电流要接通，其中备用的二次电流要在电流互感器二次侧接地的地方。对于正在运行的高压电流互感器，它的二次线圈其中的一点是要与地面连接。只有这样才能让一次和二次线圈在遇到绝缘问题而被高压击穿的时候，将高压电流牵引到地面上，使二次线圈可以依然保持地电位，同时又保证了二次设备与人身安全。所以，在允许的情况下，接地点最好是离电流互感器越近越好。一般单独存在的，和其它二次电流回路没有接触的电流互感器，它的二次回路在端子箱处就近接地。

三、电流互感器的事故原因分析、诊断方法和预防措施

在实际的电网设备事故中，经常会发生高压电流互感器爆炸的现象，而这将会导致大面积停电，严重影响了电网的运行安全。导致高压多绕组电流互感器的事故原因主要有以下几点：首先是设备在制造的时候就存在着一定的缺陷；其次由于设备没有密封好，导致设备进水将绝缘纸打湿等；第三由于安装、检修工作不合格。工作人员在安装、检修电流互感器的工作中未按严格的标准进行操作和维护，导致设备存在着安全隐患；最后是电流互感器的配置不当，若高压多绕组电流互感器的动热稳定电流和额定连续电流未达到要求，在遭遇线路短路时，故障电流极易造成电流互感器的爆炸。

电流互感器的诊断方法主要有以下两点：首先就是要做好预防性试验工作，对绕组以及末屏的绝缘电阻、介质损耗因素和油中溶解气体的色谱分析进行测量；其次进行局部的放电测量，规程规定：电流互感器在大修或必要时必须进行局部放电测量。

通常情况下，我们采取以下几种预防措施来尽量减少电流互感应器事故的发生：首先在设备制造过程中，严格选用绕制线圈的导线、绝缘材料并加强制造过程中的质量监督，严格选用绝缘支架，加强管理运行中的老旧互感器；其次对新安装以及进行大修过的电流互感器的密封情况进行仔细地检查；第三对电流互感器可能存在的缺陷尽量缩短试验其周期，并进行追踪检查和综合分析；第四电流互感器的一次端子电气联结要保证接触良好，以免出现过热性膨胀的现象，所受的机械力不能超过允许值；最后积极开展在线监测和红外降温。

一种全封闭多绕组电流互感器，具有由铁心、一次绕组、多个二次绕组、一次接线端子以及二次接线台采用环氧树脂真空浇注而成一体式结构，整体安装于一个带有安装孔的平板底座上，两个一次接线端子为嵌入浇注体且部分外露的带螺纹孔的平接线板；包封一次绕组的高压绝缘体及浇注体四周表面均布多个方形伞裙，一次接线板两侧分别浇注两个竖长伞裙。

总而言之，只有通过检修、试验、运行等单位的共同努力，采取综合性的治理和预防措施，从技术、管理、推广新型设备等多方面入手，才能在最大程度上减少电流互感器事故的发生，确保电网能安全、稳定地运行，从而减少国家人身财产的损失。

参考文献

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