互感器试验1

电流互感器及电压互感器试验培训教材,结合互感器综合测试议的使用特点

互感器试验

电压、电流互感器的概述

典型的互感器是利用电磁感应原理将高电压转换成低电压，或将大电流转换成小电流，为测量装置、保护装置、控制装置提供合适的电压或电流信号。电力系统常用的电压互感器，其一次侧电压与系统电压有关，通常是几百伏～几百千伏，标准二次电压通常是100V和100V/ 两种；而电力系统常用的电流互感器，其一次侧电流通常为几安培～几万安培，标准二次电流通常有5A、1A、0.5A等。

1.电压互感器的原理

电压互感器的原理与变压器相似，如图1.1所示。一次绕组(高压绕组)和二次绕组(低压绕组)绕在同一个铁芯上，铁芯中的磁通为Ф。根据电磁感应定律，绕组的电压U与电压频率f、绕组的匝数W、磁通Ф的关系为：

图1.1 电压互感器原理

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2.电流互感器的原理

在原理上也与变压器相似，如图1.2所示。与电压互感器的主要差别是：正常工作状态下，一、二次绕组上的压降很小（注意不是指对地电压），相当于一个短路状态的变压器，所以铁芯中的磁通Ф也很小，这时一、二次绕组的磁势F（F=IW）大小相等，方向相反。 即电流互感器一、二次之间的电流比与一、二次绕组的匝数成反比。

图1.2 电流互感器的原理

3.互感器绕组的端子和极性

电压互感器绕组分为首端和尾端，对于全绝缘的电压互感器，一次绕组的首端和尾端可承受的对地电压是一样的，而半绝缘结构的电压互感器，尾端可承受的电压一般只有几kV左右。常见的用A和X分别表示电压互感器一次绕组的首端和尾端，用a、x或P1、 P2表示电压互感器二次绕组的首端或尾端；电流互感器常见的用L1 、L2分别表示一次绕组首端和尾端，二次绕组则用K1、K2或S1、S2表示首端或尾端，不同的生产厂家其标号可能不一样，通常用下标1表示首端，

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下标2表示尾端。

当端子的感应电势方向一致时，称为同名端；反过来说，如果在同名端通入同方向的直流电流，它们在铁芯中产生的磁通也是同方向的。标号同为首端或同为尾端的端子而且感应电势方向一致，这种标号的绕组称为减极性，如图1.3a所示，此时A-a端子的电压是两个绕组感应电势相减的结果。在互感器中正确的标号规定为减极性。

4.电压互感器和电流互感器在结构上的主要差别

（1）电压互感器和电流互感器都可以有多个二次绕组，但电压互感器可以多个二次绕组共用一个铁芯，电流互感器则必需是每个二次绕组都必需有独立的铁芯，有多少个二次绕组，就有多少个铁芯。

（2）电压互感器一次绕组匝数很多，导线很细，二次绕组匝数较少，导线稍粗；而变电站用的高压电流互感器一次绕组只有1到2匝，导线很粗，二次绕组匝数较多，导线的粗细与二次电流的额定值有关。

（3）电压互感器正常运行时，严禁将一次绕组的低压端子打开，严禁将二次绕组短路；电流互感器正常运行时，严禁将二次绕组开路。

5.电压互感器型号意义

第一个字母：J—电压互感器。

第二个字母：D—单相；S—三相；C—串级式；W—五铁芯柱。

第三个字母：G—干式，J—油浸式；C—瓷绝缘；Z—浇注绝缘；R—电容式；S—三相；Q－气体绝缘

第四个字母：W—五铁芯柱；B—带补偿角差绕组。 连字符后的字母：

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GH—高海拔地区使用；TH—湿热地区使用。

6.电流互感器的型号意义

电流互感器的型号由字母符号及数字组成，通常表示电流互感器绕组类型、绝缘种类、使用场所及电压等级等。字母符号含义如下： 第一位字母：L——电流互感器。

第二位字母：M——母线式(穿心式)；Q——线圈式；Y——低压式；D——单匝式；F——多匝式；A——穿墙式；R——装入式；C——瓷箱式；Z ——支柱式；V ——倒装式。

第三位字母：K——塑料外壳式；Z——浇注式；W——户外式；G——改进型；C——瓷绝缘；P——中频；Q ——气体绝缘。

第四位字母：B——过流保护；D——差动保护；J——接地保护或加大容量；S——速饱和；Q——加强型。

字母后面的数字一般表示使用电压等级。例如：LMK－0.5S型，表示使用于额定电压500V及以下电路，塑料外壳的穿心式S级电流互感器。LA－10型，表示使用于额定电压10kV电路的穿墙式电流互感器。

一、极性检测方法

1直流法

电压和电流互感器的传统极性检测直流法可按图1接好线，使用干电池和高灵敏度的磁电式仪表进行测定。检测极性时，将电池的正极接在一次线圈的K端上，而将磁电式仪表（如指针式电流表或毫伏表）的正极端接在二次线圈的K端上。当开关S瞬间闭合时，仪表指针偏向右转（正方向），而开关S瞬间断开时，仪表指针则偏向左转

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（反方向），则表明所接互感器一、二次侧端子为同极性。反之，为异极性。

2、交流法

按图2所示接线，将互感器一、二次线圈的尾端L2、K2接在一起，在二次线圈上通入1~5V的交流电压，再用10V以下小量程交流电压表分别测量U2、U3，若U3=U1-U2，则L1、K1为同极性，若U3=U1+U2， L1、K1为异极性。

我们的仪器是采用交流法，和变比同时测量出来。“仪器本身的同色端子为同相端，即P1接CT的P1，S1接CT的S1时，极性的测试结果为减极性。” 二、励磁特性（伏安特性）曲线

*电流互感器的伏安特性试验，只对继电保护有要求的二次绕组进行。

为什么电流互感器要做伏安特性试验？

由于电流互感器铁心具有逐渐饱和的特性，在短路电流下，电流互感器的铁心趋于饱和，励磁电流急剧上升，励磁电流在一次电流中所占的比例大为增加，使比差逐渐移向负值并迅速增大。由于继电器的动作电流一般比额定电流大好几倍，所以作为继电保护用的电流互感器应该保证在比额定电流大好几倍的短路电流下能够使继电器可靠

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动作。

根据继电保护的运行经验，在实际运行条件下，保护装置所用的电流互感器的电流误差不允许超过10%，而角度误差不超过7度。

为满足上面的要求，在电流互感器使用前，要作“电流互感器的10%误差曲线”，以确定其是否能够投入运行。实际工作中常常采用伏安特性法先测量电流互感器的伏安特性曲线，再绘出“电流互感器的10%误差曲线；同时，通过测量电流互感器的伏安特性曲线，还可以检查二次线圈有没有匝间短路。

试验时将互感器的一次线圈开路，在其二次线圈加电压，用电流表测得在该电压作用下流入二次线圈的电流，就得到电与电压的关系曲线，即为电流互感器的伏安特性曲线。

方法如下：

（1）待检CT一次及所有二次绕组均开路；

（2）将调压器或试验变压器的电压输出高压端接至待检二次绕组的一端，待检二次绕组另一端通过电流表（或毫安表，视量程需要）接地、试验变压器的高压尾端接地，见图4.4；

（3）接好测量用PT、电压表；

（4）缓慢升压，同时读出并记录各测量点的电压、电流值。

（5）依次测量其他二次绕组的励磁特性曲线。

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图 励磁特性测量

注意事项：

a．试验时应先去磁（可加交流电压平缓升降几次），然后将电压逐渐升至励磁特性曲线的饱和点即可停止；

b．如果该绕组励磁特性的饱和电压高于2kV，则现场试验时所施加的电压一般应在2kV截止，避免二次绕组绝缘承受过高电压；

c．试验时记录点的选择应便于计算饱和点、便于与出厂数据及历史数据进行比较，一般不应少于5个记录点。

试验结果判断：

与历次试验结果或与同类设备的试验结果相比无显著差别。

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图 电流互感器的励磁特性曲线

试验数据的判断

1 对试验数据的判断方法

（1）与出厂试验数据或安装交接试验数据比较应无明显的变化。

（2）与同类产品比较应无明显的差异。

（3）与历年试验数据比较应无显著的差别。

（4）试验结果应符合相关规程的规定。

2 数据异常的可能原因

（1）绝缘电阻下降

a.受潮；

b.外套脏污；

c.绝缘老化变质；

d.局部绝缘破损或击穿。

（2）介质损耗因数增大

a.受潮或外套脏污；

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b.外电场干扰；

c.试验引线或接地线接触不良造成的附加损耗；

d.电容屏半击穿状态形成的附加电阻；

e.内部绝缘存在局部放电缺陷；

f.绝缘老化、变质造成介质损耗增加；

g.介质损耗随试验电压的下降而增加，说明电容屏绝缘材料有杂质。

（3）电容量增加

a.个别电容元件击穿或电容屏层间绝缘存在击穿问题；

b.电容元件或电容屏受潮；

c.采用反接线测量时高压引线太长（引线对地电容大）。

（4）电容量减小

a.电容元件之间的连接线或电容屏引线断线或接触不良；

b.油浸式电容器或互感器内部缺油。

（5）直流电阻异常

a.线圈存在匝间短路；

b.线圈存在焊接或接触不良、断线等问题。

（6）励磁特性异常

a.励磁电流增加：绕组存在匝间短路，此时变比也会发生变化； b.励磁电流变小：绕组存在断线或虚焊问题。

仪器说明书第8页：“注、每做一次伏安特性测试，测试仪自动完成一次互感器的退磁。”

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三、电流互感器铁心的退磁（去磁）

1、检定电流互感器误差和测量励磁特性前为什么要进行退磁试验？ 答：电流互感器采用直流电源的各种试验后或在大负荷下切断电源以及在运行中发生二次绕组开路的现象后，都会在电流互感器的铁芯中造成剩磁，使互感器增加附加误差，对互感器的性能造成影响，所以检定电流互感器误差前和测量励磁特性前要进行退磁。而且，在全部试验结束后，为保证运行的参数准确，也要进行退磁。

2、检定电流互感器误差前进行退磁试验所采用的开路退磁法和闭路退磁方法有什么不同？

答：退磁方式有开路和闭路两种：开路退磁是在二次绕组加小电流，一次绕组开路的情况下进行的，我们的仪器采用的是此方法，即二次绕组通入20%-50%工频额定电流，然后使电流从最大值均匀降低至零（时间不小于10S）,并且在切断电流电源之前将二次绕组短路。闭路退磁是在二次绕组通电流，一次绕组接大负荷形成闭合回路的情况下进行的。

四、电流互感器变比精度测量：即电流比差与角差。

理想的电流互感器的电流比应与匝数比成反比，一、二次电流相位角相差180o，而由于励磁电流和铁损的存在，变比既存在数量上的偏差（即电流比差），又存在相位角上的偏差（即角差）。

问题 影响电流互感器误差的主要因素有哪些?

答：(1)当一次电流超过额定值数倍时，电流互感器则工作在

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磁化曲线的非线性部分，电流的比差和角差都将增加。

(2) 二次回路阻抗Z2增大，使比差增大；功率因数cosφ的降低使比差增大，而角差减小。

(3) 电源的频率对误差影响一般不大，当频率增加时，开始时误差有点减小，而后则不断增大。

五、绝缘电阻及交流耐压试验：

1、绝缘电阻及吸收比

主要有：高-低、地 低-高、地

按照规程，均采用2500V兆欧表测量，与初始值及历次数据相比，不应该有显著变化。

2、交流耐压试验

高-低、地 按照规程，以出厂试验的85%为试验电压，出厂值不明时，按表进行，如：10kV电压等级的试验电压为30kV。此项需要采用高压试验变压器进行，一般随开关柜分支母线一起完成耐压，不再单独进行。

低-高、地 按照规程，二次绕组之间及末屏对地为2kV。此项，采用互感器测试仪就可以完成其交流耐压试验。

六、一次绕组直流电阻

与初始值或出厂值比较，应无明显差别，一般也随开关柜分支母线一起完成直流电阻试验，不再单独进行。

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关于电压互感器试验：

其原理同电流互感器，互感器测试仪可以测量其励磁特性、变比、极性、二次交流耐压。

其不同之处：

1、绝缘电阻及吸收比

主要有：高-低、地 低-高、地

按照规程，高-低、地采用2500V兆欧表测量，低-高、地采用1000V兆欧表测量，与初始值及历次数据相比，不应该有显著变化。

2、一次绕组直流电阻

由于阻值较大，一般采用单臂电桥测量。

3、励磁特性

电磁式电压互感器励磁特性不同引起的异常现象 1 输出电压不平衡

2 “虚幻接地”现象

要求：

1 用于励磁曲线测量的仪表为方均根值表，若发生测量结果与出厂试验报告和型式试验报告有较大出入（＞30% ）时，应核对使用的仪表种类是否正确；

2 一般情况下，励磁曲线测量点为额定电压的20%、50%、80% 、100% 和120% 。对于中性点直接接地的电压互感器（N 端接地），电压等级 35kV 及以下电压等级的电压互感

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器最高测量点为190% ；电压等级 66kV 及以上的电压互感器最高测量点为150%；

3 对于额定电压测量点（100%），励磁电流不宜大于其出厂试验报告和型式试验报告的测量值的30%，同批同型号、同规格电压互感器此点的励磁电流不宜相差30%；

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fqfj.html