浅谈计量用电流互感器的现场检定方法

苏焰

摘要：重点探讨了计量用电流互感器现场检定和异常处理方法，以及现场环境及设施对检定结果影响因素的控制方法，同时针对现场检定容易出现的安全问题，提出了一些有效、实用的防范措施，供从事计量用电流互感器现场检定检定人员参考。

关键词：电能计量;电流互感器;现场检定;测量误差

中图分类号：TM452 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0214-03

计量用电流互感器是计费电能计量装置的重要组成部分，其计量的准确性直接关系到供用电贸易双方的利益。电流互感器的现场检定分为首次检定（包括投运前验收检定）、后续检定（周期检定）和使用中检定，检定依据的为电流互感器的现场检定，不仅要测量其额定二次负荷下的误差，而且还要测量其实际二次负荷下的误差。为保证现场检定工作的安全顺利开展和检定结果的正确，现场检定前必须认真勘测现场和做好安全措施，配备足够熟练掌握现场检定、计量标准设备操作维护技能，熟悉有关二次回路的检定工作人员（需持有电流互感器检定项目计量检定员证）。下面就电流互感器的现场检定方法探讨如下：

一、电流互感器的现场检定项目

电流互感器的现场检定项目包括外观和标志检查、绝缘试验、计量绕组极性检查、额定负荷和1/4额定负荷下基本误差测量、实负荷下基本误差测量、计量二次电流回路实际负荷检测、稳定性试验、运行变差试验、磁饱和裕度试验等。电流互感器的外观和标志检查、计量绕组极性检查、基本误差测量、实际负荷检测为现场检定常规项目，稳定性、运行变差、磁饱和裕度试验现场检定项目，是JJG1021规程根据电流互感器运行误差变化、现场运行环境影响、新型软磁材料的使用等影响誤差因素增加的检定项目。

二、电流互感器的现场检定条件

现场检定条件大体包括环境、标准设备及试验电源条件三个部分，实施计量用电流互感器现场检定时，应严格按照JJG1021规程要求对现场检定条件进行控制，确保检定结果准确可信。环境条件分为环境温湿度条件和环境电磁干扰条件两部分，是主要针对现场使用的计量标准设备规定的，所以JJG1021规程为适应现场检定，规定环境温度-25℃～55℃、环境湿度<95﹪的范围是放的比较宽的。这里需要注意的是，电流互感器标准在-25℃～55℃温度内，其误差变化不大，但电流负载箱都是按常温（5℃～35℃）设计生产的，一般在常温下使用温度附加误差可忽略，如超出常温会增加阻抗误差，互感器校验仪在低温使用时可能导致液晶显示器无法显示，建议使用适应低温和高温型的电流负载箱和低温型互感器校验仪。环境湿度条件是计量标准设备在现场使用时，设备电气部分表面无凝露的现场气候条件，以防止设备绝缘破坏造成计量标准设备损坏和检定人员触电事故的发生。

三、电流互感器现场检定的安全和防范措施

电流互感器现场检定前，一定要做好如下安全措施：

被检电流互感器从系统中隔离，并在一次侧两端挂接地线（检定时，为避免分流可拆除一侧接地线），接地线采用压接方式，接触要牢固可靠，并装设在检定人员的视线范围之内，同时悬挂警示标示牌和装设遮栏，防止非检定人员进入检定区域，以避免人身与设备事故的发生。

被检电流互感器二次有关保护回路应退出，若不能退出时，应将其他不检的二次回路全部可靠断开，断开点电流互感器测可靠短路，一个半接线方式的电流互感器二次回路，应将与被试无关的其他并联二次回路断开，以防止升流时二次电流窜入保护回路造成保护装置误动。现场检定中严禁在电流互感器二次回路和导线上进行任何工作，并做好防止电流互感器二次回路开路措施。电流互感器二次绕组永久性保护接地不得断开。测量互感器在实际二次负荷下的误差时，若电流互感器二次回路已接地，电流互感器校验仪接地端子不得再进行接地。所有标准和被检设备端子与一、二次试验接线必须紧锢，避免导线脱落。检定时，试验区内人员不得走动，避免踢落导线损坏设备。

四、电流互感器的现场检定

1.电流互感器的现场检定前的准备工作

计量标准设备经过长途运输，难免发生磕碰和颠震，检定前应细致地检查计量标准设备接线端钮有无松动现象，采用JJG1021规程推荐的自校方法，校验计量标准设备是否准确可靠、技术性能稳定，检查计量标准设备和试验及电源导线绝缘是否良好。

检定时尽量缩短一次大电流连接导线的长度，必要时，应采取措施将标准互感器和升流器置于被检电流互感器最小距离范围内。连接电流一次线时，应保持较大的接触面，以减少接触电阻，并确认一次回路没有其他旁路。独立式电流互感器一次接线端在两侧，注意一次串并联连接方式（多变比时）。一个半接线方式的电流互感器，一次接线端位于断路器两侧套管上，接线时注意检查断路器合、分状态，检定时断路器开关位置必须处于“合”状态。注意一次电流必须通过断路器形成闭合回路，因此检测时断路器要处于闭合状态。连接电流一次线时，尽量避免一次大电流连接导线从钢结构材料的架构内穿越，以免升流时架构形成的导流回路产生涡流，造成升流困难。

2.电流互感器的检定

电流互感器的检定顺序为外观检查、绕组极性的检查、误差测量、实负荷下基本误差测量、计量二次电流回路实际负荷检测，具体检定方法如下：

（1）电流互感器的外观检查。电流互感器的外观检查采用目测的方法，主要检查电流互感器的外观是否损伤（对油浸式，油位是否正常;对环氧树脂式，是否有裂痕;对SF6式，气压表指示值是否满足规定要求）;电流互感器铭牌 （包括技术参数、极性标志、额定绝缘水平、互感器型号、出厂序号、制造年月、准确度等级等） 及必要的标志是否清晰完整;接线端钮松动、缺少、损坏或无标记;多变比电流互感器在铭牌或面板上未标有不同电流比的接线方式;以及严重影响检定工作进行的其他缺陷。

（2）电流互感器的极性检查。电流互感器的极性检查，可与电流互感器误差测量一并进行，预先完成极性检查。按照图3规定的标记接好试验接线，缓慢通电至额定电流的2%以上时，如发现电流互感器校验仪的极性指示器动作报警，则排除变比接错、误差过大等原因（标准互感器的极性是已知的），可确认电流互感器极性接反。

（3）电流互感器误差的测量。电流互感器基本误差和实际负荷下误差的测量，一般采用标准电流互感器直接比较法。因为比较法可直接准确测出电流互感器的比差和角差，测量时用变比相同的标准电流互感器与被检电流互感器进行比较，两台互感器的二次差流为被检的比差，被检二次电流相量反转180度与一次电流相量之差为被检的角差，当二次电流相量超前一次电流相量时角差为正，反之为负。

电流互感器额定负荷和1/4额定负荷下基本误差测量：

按照图1电流互感器额定误差测量接线图接好线，不检的二次绕组短接。电流互感器误差测量应在退磁后进行，测量时缓慢调节调压器升流至额定电流的20﹪，同时观察电流互感器校验仪显示误差是否正常，如误差显示正常，按照表1电流互感器基本误差测量点，从最大测量点（或最小测量点）开始升流并读取被检电流互感器额定负荷和1/4额定负荷下误差测量数据。如误差显示不正常或极性的指示器动作报警，应立即将调压器降至零位，并断开试验电源，检查试验接线、变比、极性，同时还应检查被检电流互感器二次是否开路或接地。恢复正确接线后，按照上述误差测量方法读取误差测量数据。不同准确度的被检电流互感的测量误差应满足表2电流互感器基本误差限值的要求。

表1 电流互感器基本误差测量点

1① 5 20 100 120

上限负荷 + + + + +

下限负荷 + + + + -

注 ① ：只对S级电流互感器

电流互感器实负荷下基本误差测量：依据SD109-83《电能计量装置检验规程》5.3.2.4条“在安装现场检验电流互感器时，除了在规定的二次负载下测量误差外，还须在实际二次负载下测量误差，并对互感器的实际二次负载值进行测量”的规定，这是针对电流互感器标定的额定二次负荷与现场接入的实际二次负荷不匹配，极易造成计量用电流互感器超差运行，影响计费的公正性，所以现场基本误差测量项目不仅包括额定二次负荷下的误差测量，而且还应包括实际二次负荷下的误差测量。具体测量方法如下：按照图2电流互感器实负荷误差测量接线图接好线，不检的二次绕组短接。电流互感器实负荷误差测量应在额定负荷误差測量之后进行。测量前，首先检查电流互感器计量二次绕组所接二次电流计量回路在端子箱、计量屏、联合接线盒、计量表计接线端子压接是否牢固可靠，接线是否正确。确认无误后，在电流互感器计量二次绕组正常接线状态下，打开计量二次绕组S1接线，计量二次绕组S1接线端子与标准电流互感器的K1短接后接电流互感器校验仪的K端钮，打开的二次计量回路S1′接线接电流互感器校验仪的TX端钮，标准电流互感器的K2接电流互感器校验仪的T0端钮。接好一、二次试验接线后，按照电流互感器额定误差测量方法开始升流并读取被检电流互感器实负荷下的误差测量数据。

3.电流互感器实际二次负荷的测量

DL/T448-2000电能计量装置技术管理规程5.4条电能计量装置的配置原则中明确规定，互感器实际二次负荷应在25%～100%额定二次负荷范围内，是为了保证电流互感器在二次实际负荷下准确计量。现场测量电流互感器实际二次负荷的目的，就是为了确定电流互感器标定的额定二次负荷与现场接入的实际二次负荷是否匹配，实际二次负荷是否在1/4额定二次负荷和额定二次负荷之内，是否在二次实际负荷下误差在其准确度允许限值范围内，以保证计费的公正性。

电流互感器实际二次负荷测量接线见图3，打开被检电流互感器S1和S2端子的二次接线并将S1和S2端子短接，然后将打开的二次计量回路S1′接线与标准电流互感器的K1短接后接电流互感器校验仪的K端钮，S2′接电流互感器校验仪的TX端钮，标准电流互感器的K2接电流互感器校验仪的T0端钮，一次试验接线不变，不检的二次绕组短接。

五、电流互感器现场检定异常的处理

电流互感器现场检定不同于室内，由于试验设备长途运输颠震和被检与计量标准试验设备一、二次试验接线连接方式的不同，难免会发生试验设备故障、接线错误和测量误差不稳定等异常现象。现场检定发生异常，建议按下述方法进行检查和处理。

1.计量标准试验设备故障

电流互感器的现场检定，基本采用低压试验的方法，计量标准设备一般不会发生绝缘损坏。由于计量标准设备长途运输颠震及现场搬运，极易造成设备接线端钮与内部接线接触不良和松动。如现场排除极性、变比、接线错误，则应重点检查标准电流互感器、电流互感器现场校验、电流负载箱、电源控制箱接线端钮与内部接线和控制开关接触情况，若存在压接松动和接触不良现象，应及时紧固。

现检定时，电流互感器校验仪故障发生率较高（建议多带一台校验仪作为备用），若发现电流互感器校验仪误差示值异常时，可更换备用电流互感器校验仪进行比较，以确定是否故障。

2.一、二次试验接线与变比错误

测量被检电流互感器误差时，若发现电流互感器校验仪极性开关动作并排除极性错误，则应重点检查一、二次试验接线是否正确和被检与标准电流互感器的变比是否一致。

由于被检电流互感器安装在一定高度的架构上，应检查一次大电流试验导线绝缘破损与架构之间是否形成短路，一次为双变比串并联接线方式的电流互感器串联接线时，一次连接板间均压导线未拆除形成短路或分流。还应检查电流互感器一次两端接地刀闸是否均在合上位置存在一次旁路电流。检查二次试验接线错误时，应注意电流互感器二次是否有多点接地和二次试验导线绝缘是否破损短路现象。

当发生变比错误时，在排除上述一、二次试验接线错误的基础上，检查标准电流互感器对应变比一、二次接线，被检多变比电流互感器二次对应变比抽头接线是否正确，未检抽头是否存短路。500kV套管式多变比电流互感器应检查二次对应变比抽头与速饱和电抗器接线端子接线是否对应。测量电流互感器实际负荷下误差发现接线错误时，除了检查二次试验接线外，还应检查计量二次回路接线的正确性，以及计量二次回路各压接点的压接牢固情况。

3.测量误差不稳定

测量电流互感器误差时，发现电流互感器校验仪显示的误差不稳定，有下面两方面原因：

（1）电流互感器校验仪本身故障。电流互感器校验仪故障现象为显示的误差很小或者很大，这时可采用改变二次负载，观察误差变化是否规律合理（正常情况下，上限负载与下限负载的误差变化规律应接近等于误差限值的l～1.5倍）的方法判断校验仪是否正常。

（2）被检与标准电流互感器所接二次负载超出允许范围。因电流互感器的测量误差与所接负载有关，当发现测量误差异常时，应检查被检电流互感器所接二次连接导线电阻和电流负载箱及导线接触电阻是否超过额定负载，标准电流互感器所接二次连接导线电阻和工作电流回路内阻抗及导线接触电阻是否超出其规定的额定负载或下限负载范围。

六、结束语

电流互感器的现场检定是电能计量管理的一项重要基础工作。采用正确的现场检定方法，是保证现场检定工作顺利开展和检定结果正确性的一项非常重要措施。通过对电流互感器的现场检定方法的探讨，让现场检定人员进一步了解电流互感器现场检定环境、技术条件、设施对检定结果影响因素和现场检定容易出现的安全问题的控制及异常处理方法，不断提高电流互感器现场检定的工作质量，以确保电能计量装置的准确可靠和公正计费。

参考文献：

[1]王乐仁.电力互感器检定及应用[S].北京：中国计量出版社，

2010.

[2]国家电磁计量技术委员会.JJG 1021-2007 《电力互感器》[S].北京：中国计量出版社，2007.

[3]中国水利电力部.SD109-83电能计量装置检验规程[S].北京：中国电力出版社，1983.

（责任编辑：王意琴）