电流互感器的常规试验接线方法

郭祥程

摘要：在电力系统中，电流互感器在变电站中具有无可替代的地位。电流互感器要想安全运行，其试验接线的方法显得十分重要。随着电网对安全性的要求越来越高，电流互感器试验接线的方法重要性也显得日益突出，其性能甚至影响继电保护装置动作的正确性。因此，电流互感器试验接线是电网可靠运行、准确测量计量以及人生安全保障的一道重要防线。基于此，本文就电流互感器的常规试验接线方法进行了探讨。

关键词：电流互感器;常规试验;接线;方法

一、定义

电流互感器（TA）是发电厂、变电所等输电、供电系统中供测量、计量、保护用的设备。电流互感器的原理和变压器一样，也是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流，它的一次侧绕组匝数很少，二次侧绕组很多，串在需要测量的电流的线路中。运行中的电流互感器，其二次侧所接的负载均为仪表或继电器电流线圈等，阻抗非常小，基本上运行于短路状态。这样，二次电流产生的磁通和一次电流产生的磁通互相去磁，使铁芯中的磁通密度能维持在较低的水平，此时，电流互感器的二次电压也很低。当运行中二次线圈开路后，一次侧的电流仍然不变，而二次电流等于零，则二次电流产生的去磁磁通也消失了。这样，一次电流全部变成励磁电流，使电流互感器的铁芯骤然饱和，此时铁芯中的磁通密度可高达18000Gs以上，最终导致危害人员、设备安全，也影响测量准确性。

实际工作中，往往发现电流互感器的二次侧开路后，并没有发现异常现象。这主要是因为一次回路中没有负载电流或负载很轻，这时励磁电流很小，铁芯没有饱和，因此就不会发生什么异常现象了。

二、分类

按照工作原理，可分为电磁式和数字式;按照绝缘介质，可分为干式、油纸绝缘、气体绝缘;按照二次绕组所在位置分为正立式和倒立式;

在220kV及以上的电流互感器中，为了改善其电场分布，使电场分布均匀，在绝缘中布置一定数量的均压极板——电容屏，最外层电容屏（末屏）必须接地。如果末屏不接地，则因在大电流的作用下，其绝缘电位是悬浮的，电容不能起均压作用，在一次通有大电流后，将会导致电流互感器绝缘电位升高，从而烧毁电流互感器。

三、电流互感器的试验

1.绝缘电阻测试

能有效地发现其绝缘整体受潮、脏污、贯穿的集中性缺陷，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。末屏对地绝缘电阻的测量能有效地检测电容型电流互感器进水受潮缺陷。

测量电流互感器主绝缘、末屏、二次绕组之间及地绝缘电阻在大修或交接试验及预防性试验时，宜采用2500V及以上的绝缘电阻表。一次绕组的绝缘电阻应大于3000MΩ，二次绕组对地及绕组之间不低于1000MΩ。一次绕组对二次绕组及外壳、各二次绕组间及其对外壳的绝缘电阻与出厂值比较，不应有显著的变化。末屏绝缘电阻不低于1000MΩ，若末屏对地绝缘小于1000MΩ，应测量其tanδ。在测量末屏绝缘电阻时，若没有充电现象，而绝缘电阻值很低，放电时无“火花”或“放电”声，可能电流互感器末屏受潮。

绝缘电阻能够有效的发现贯通的集中性缺陷、整体受潮或有贯通性的受潮部分、表面污垢（比较有无屏蔽时的值即可）。

2.介质损失角正切值tanδ及电容量测试。

能有效地发现互感器局部集中性的和整体分布性的缺陷，配合电容量的变化状况，判断主绝缘是否老化或受潮，是否存在缺油现象。电流型电流互感器有末屏引出的，应测量末屏对地的tanδ值，主要是检查电流互感器底部和电容芯子的绝缘状况。在测量电流互感器末屏介质损耗和电容量时，所加电压不得超过该末屏的承受电压介损测试分为主绝缘电容量和tanδ的测试及末屏对地电容量和tanδ的测试。

主绝缘电容量和tanδ的测试采用正接法，电压选择10kV，一次绕组短接后接高压接线，末屏解除接地接电桥Cx端。

末屏对地电容量和tanδ的测试采用反接法，电压选择2kV，末屏解除接地接高压接线，一次绕组短接后接电桥的屏蔽端。

电容式电流互感器主绝缘为油纸绝缘，油纸绝缘的介质损耗与温度的关系取决于油与纸的综合特性。油属于非（弱）极性介质，其损耗随着温度升高而增大。纸属于极性介质，其损耗在-40～60℃内随着温度升高而减小。根据电流互感器油与纸的综合特性，介质损耗变化很小，所以一般不进行温度换算。但是，当受潮时电流互感器介质损耗随着温度升高而明显增大。

当电流互感器轻度受潮时，主屏介质损耗变化小，末屏对地绝缘电阻降低、末屏对地介质损耗增大;严重进水受潮时，末屏绝缘电阻进一步降低、末屏介质损耗进一步增大。主屏介质损耗变化不明显，如水分渗透到主屏的端部，主绝缘损耗变化明显增大;深度受潮时，主屏介质损耗增大，末屏对地绝缘电阻更低、末屏对地介质损耗更大。

绝缘良好时，在一定电压范围内tanδ一般随电压升高变化很小;绝缘有缺陷时tanδ变化则较显著，绝缘受潮介质损耗增加使绝缘温度增高，造成tanδ迅速增大，电压下降时由于介质损耗增大导致介质发热，使损耗增加不能回到原来响应电压下的tanδ数值;在绝缘产生局部放电时，tanδ不随电压升高，当达到局部放电起始电压时tanδ急剧增加，当电压下降到局放熄灭电压时，曲线重合。熄灭电压越低，绝缘局部缺陷越严重。

测量tanδ能够有效的发现整体受潮、劣化、老化、小体积被试品的贯通及未贯通性缺陷。

3.直流电阻测试

测量电流互感器一次、二次绕组的直流电阻是为了检查电流互感器回路的完整性，及时发现因制造、运输、安装或运行中，由于振动和机械应力等原因而造成的导线断裂、接头开焊、接触不良、匝间短路等缺陷。温度对直流电阻影响很大。必要时可将电阻校正到75℃或规定的其他温度下进行比较。试验电流不得大于被测电阻额定电流的20%，且通电时间不宜过长，以减少被测电阻因發热而产生较大误差。同型号、同规格、同批次电流互感器一、二次绕组的直流电阻和平均值的差异不得大于10%.当有怀疑，应提高施加的测量电流，测量电流（直流值）一般不宜超过额定电流的50%。

4.励磁特性测试

检查互感器的铁芯质量，通过鉴别磁化曲线的饱和程度，以判断互感器的绕组有无匝间短路等缺陷。试验时电压从零向上递升，以电流为基准，读出电流值，直至额定电流。若对特性曲线有特殊要求而需要增加电流时，应迅速读数，以免绕组过热。在进行电流互感器的励磁特性试验前，应将互感器二次绕组引线和接地线均拆除，试验时一次侧开路，从二次侧施加电压。当继电保护对电流互感器的励磁特性有要求时，应进行励磁特性试验。当电流互感器为多个抽头时，可在使用抽头或最大抽头测量。

实测的伏安特性曲线与过去或出厂的伏安特性曲线比较，电压不应有显著降低。饱和的拐点不应有显著的变化，当电流互感器被测绕组有匝间短路时，其励磁特性曲线在开始部分电压较正常的略低。

参考文献

[1]《国家电网公司变电检修管理通用细则》

[2]《国家电网公司变电设备检测通用细则》

[3]《互感器典型案例》