(完整版)电流互感器末屏的工作原理及试验方法

电流互感器末屏的工作原理及试验方法（故障攻关特色工作室）

朔黄铁路原平分公司

一、什么是电流互感器的电容屏及末屏？

电容型电流互感器器身的一次绕组为“U”字型，导体根据额定电流的大小而有铝管、铜管等形式，一次绕组用绝缘纸缠绕，一般由数层绝缘纸绕制而成，绝缘纸之间有锡箔层，这些锡箔层即电容屏，其中，靠近一次绕组的屏称为“零屏”，最外层的电容屏称之为末屏，也称作“地屏”。两两电容屏之间形成电容。

二、电流互感器内部为什么要设置电容屏？

电容型电流互感器随着额定电压等级的提高，尤其是110KV及以上电压等级的电流互感器，其互感器缠绕一次绕组的绝缘纸厚度也越来越大，这就使绝缘内的电场强度越来越不均匀，而绝缘材料的耐电强度是有限的，电场强度不均匀后，某些局部绝缘所受的电场强度会超出本身耐电强度，绝缘整体的利用率就会降低，如果在绝缘纸中，设置一些电容屏，每两个电容屏与两屏之间的绝缘层就形成一个电容器，电容器的最内电极（零屏）与电流互感器一次绕组高压端连接，最外电极（末屏）与地连接时，整个电流互感器就构成一个高电压与地电位之间由多个电容器串联的电容器。

绝缘纸缠绕一次绕组为圆柱形同心圆结构，串联的每个电容器（相邻两个电容屏组成）都是一个圆柱形电容器，同等绝缘厚度下，电容屏设置越多，每个电容器的内极半径和外极半径之差就越小，内外电极表面的场强差别也就越小，若中间屏数量无限多，则各电容屏之间的场强差别趋近于零，但在实际的电流互感器中，电容屏数量是有限的，所以每个电容屏的场强也并不完全相等，但也起到了非常大

的均匀场强的作用，这样就使内绝缘的各部分尽量场强分布一致，最大程度的利用绝缘材料。

三、电流互感器的末屏为什么一定要接地？

电流互感器最外部的电容屏即末屏必须接地，如果末屏接地发生断裂或接触不良，末屏与地之间会形成一个电容，而这个电容远小于流互内部电容屏之间的电容，也就是说，首屏到末屏为数个容值一样的串联电容器，接地断裂或接触不良后，这个电路又串进一个容值很小的电容器。

容抗X＝1／(2πfC)，可见频率相同的情况下，电容器的容值与容抗成反比，所以在这个电路中，这个串进来的对地小电容容抗要远大于流互内部电容器。而又由于串联电路，电流处处相等，所以电流互感器内各电容器的电量Q是相等的，Q=CU，所以对地小电容所分得的电压远远大于流互内部电容器。这个末屏高电压会使电流互感器内部绝缘的电场强度分布极度不均匀，在电场力的作用下，内部绝缘的电荷会朝末屏聚集，场强集中后，周围固体介质会烧坏或炭化，也会使绝缘油分解出大量特征气体，从而使绝缘油色谱分析结果超标，也会对地发生火花放电。

如果末屏接地，电流互感器只存在电容屏组成的电容，则每个电容器电压均分，且末屏接地，导致末屏这个最外极的电容屏电势为零，而由于电容器两极板之间电荷一定是数量相等，极性相反，且只会从负极板经外部电路流向正极板放电，所以末屏这个极板的电荷并不会导入进地，即Q不变。

四、末屏介损试验的接线方法及原理

1、接线方法

目前修试工队介损测试仪器型号为保定斯瑞特SR9000型全自动抗干扰介损测试仪，测试方法如下：

1、电流互感器一次绕组短接，二次绕组短接接地。

2、末屏引出端接地连接甩开。

3、仪器HV高压屏蔽线（黄色电缆）接电流互感器一次绕组。

4、CX测试线（红色电缆）接末屏引出端。

4、仪器采用内接-正接（非接地试品）测试。

5、试验电压等级为2KV，测试正切值限值为2%（依据为GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》-9互感器-9.0.3第2条）。

2、接线原理

现场试验中，仪器接线的等效电路如下图所示。其中: C主表示一次绕组对末屏的电容，C末表示末屏对地的电容，C杂表示一次绕组端部对外的杂散电容。

图中一次绕组短接接屏蔽线，由于屏蔽线和测试线的电压相同，所以图中C主相当于被短接; 另外，一次绕组对地的杂散电容产生的电流从屏蔽线流过而未通过电桥的测量电路，因此杂散电容被屏蔽掉。所以一次绕组接屏蔽时所测的为真实的末屏对地介损和电容值，即:C X=C末，tanδX= tanδ末。