解析电流互感器现场检定常见问题

解析电流互感器现场检定常见问题

发表时间：2018-05-30T09:32:49.907Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：王海江那特尔贺忠刘东新姬海龙刘鹏

[导读] 摘要：测量用电流互感器(以下简称电流互感器)作为电能计量的重要器件之一，其测量准确度直接影响电能计量的精度，因而对其的检定工作显得格外重要，目前主流的电流互感器检定原理是采用直接比较法，该检定方法看似简单，其实在检定工作中也会遇到一些常见问题。

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摘要：测量用电流互感器(以下简称电流互感器)作为电能计量的重要器件之一，其测量准确度直接影响电能计量的精度，因而对其的检定工作显得格外重要，目前主流的电流互感器检定原理是采用直接比较法，该检定方法看似简单，其实在检定工作中也会遇到一些常见问题。

关键词：电流互感器；现场检定；常见问题

一、电流互感器工作原理

低压电流互感器的工作原理如图1所示。

电流互感器的一次绕组串联在被测线路中，I1为线路电流即电流互感器的一次电流，N1为电流互感器的一次匝数，I2为电流互感器的二次电流（通常为5A、1A），N2为电流互感器的二次匝数，Z2e为二次回路设备及连接导线阻抗。当一次电流从电流互感器P1端流进，P2端流出，在二次Z2e接通的情况下，由电磁感应原理，电流互感器二次绕组有电流I2从S1流过，经Z2e至S2，形成闭合回路。由此可得，电流在理想状态下I1N1=I2N2，所以有I1/I2=N2/N1=K，K为电流互感器的变比。

二、电流互感器检定方法及原理线路

检定电流互感器时需要调压器及与之相配套的升流器，标准电流互感器，互感器校验仪及电流负荷箱，检定线路如图2所示，图中T为调压器，用来调节输出电压以调节输出电流大小；s为升流器，与调压器配合，用来提供被检电流互感器Tx所需一次电流。Z为电流负荷箱，用来给被检电流互感器加上规定的负荷；To为标准电流互感器，其电流比与被检电流互感器相同，作为标准用来与被检电流互感器进行比较，得到二者的二次电流之差即差流；HE为互感器校验仪，用来测试差流与二次电流两相量之比，即为被检电流互感器相对于标准电流互感器的误差。

从计量的角度看，检定系统的关键量值主要包含于绝缘电阻测量、工频耐压试验、二次绕组匝间绝缘强度试验、基本误差测量、磁饱和裕度测量等单元。结合检定系统的特点，对上述各单元监控的方法也不同。绝缘电阻测量、工频耐压试验、二次绕组匝间绝缘强度试验单元引起检定质量问题的风险性较小，可以采用设备周期溯源，期间核查，整体校准等方法对其进行质量监控。磁饱和裕度测量则可以看作是误差测量的一部分，即对基本误差测量的扩展。

三、电流互感器的现场检定所需机器设备的技术要求

①标准的电流互感器一台，0.05级及以上，其额定电流比要与被试现场电流互感器相一致，互感器检定中用作标准器，精度通常比被测高两个等级以上，设计多个变比抽头，以适应不同互感器的检定。②互感器校验仪一台，测量标准互感器和被试互感器之间的误差，显示其工作电流。③升流器一台，满足升流容量要求与调压器配合，匹配产生不同需要的测试电流。④调压器一台，通常与保护和开关等安装在一个操作台内，分为粗调和细调两个调压器，满足调节细度要求。在额定电流2500A以下测量时，要用10kVA通用的调压器组合制作，更大的电流要进行特殊制作，通常需要30—60kVA。⑤大电流导线及二次测试线；电流互感器负荷箱一台；特制电抗箱及特制电容箱各一台；双臂电桥一台。

四、现场电流互感器检定中常见的问题

4.1被检电流互感器的误差超过规定的误差限值

电流互感器的准确等级规定了该互感器的误差限值范围，其误差在限值范围即为合格，超出其误差限值范围即为不合格｡对于已投运或待投运的互感器，其出厂检定应合格｡如果在现场检定中测试结果为不合格，则应具体分析导致该互感器不合格的原因，不应轻易下结论｡

4.2检定中一次电流达不到额定值

互感器检定规程规定了电流互感器误差检定需在1%～120%额定电流下完成，在现场检定中经常出现由于一次电流升不到规定值而不能完成被检电流互感器全电流测试的情况｡

五、现场电流互感器检定问题的原因和措施分析

5.1被检电流互感器误差超出其限值范围的原因分析

5.1.1二次负荷对误差的影响及解决措施

电流互感器的二次负荷与误差成正比，负荷越大，其误差也就越大｡互感器的二次负荷包含电流负荷箱以及连接导线电阻和连接点的接触电阻等所有二次外接负荷的全部电阻｡由图3可知，被检电流互感器的二次负荷为ZB以及K1到S1和S2到校验仪接线端子连接导线的负荷阻抗，一般电流负荷箱的外接电阻为0.06Ω，即要求连接导线电阻和连接点接触电阻的总和为0.06Ω｡在现场测试时，由于被检电流互感器的安装方式不同导致测试器设备与被检互感器的距离不确定，因此被检互感器与测试仪器设备的导线长短不固定，也即外接电阻不固定，外接导线电阻往往会超过0.06Ω，从而加大被检互感器的二次负荷，导致互感器超出其误差范围｡要确定被检电流互感器的二次负荷外接电阻是否在规定范围内，首先应测量其外接导线电阻，在图3中，将TX的S1和S2端子短接（短路电阻可忽略），用校验仪测阻抗功能测得回路总电阻再减去电流负荷箱的额定负荷即为导线电阻，如果确实超过0.06Ω，可采用加粗导线､减少长度等办法使其达到0.06Ω，从而排除二次负荷的因素｡

5.1.2剩磁对误差的影响及解决措施

电流互感器如果在大电流下切断电源或运行时二次开路，互感器的铁芯就可能产生剩磁，使铁芯磁导率下降，影响互感器的误差｡现场电流互感器在检定时应在停电情况下进行，必然要从大电流下过渡到不带电状态，从而使电流互感器产生剩磁｡

针对电流互感器产生剩磁的情况，可以采用退磁的办法对互感器进行退磁，以消除剩磁对误差的影响｡退磁线路如图4所示｡

按图4接线图进行接线，退磁时将被检电流互感器TX二次绕组开路，往一次绕组通入10%～15%额定一次电流；然后平稳缓慢地将电流降到零，重复多次即可｡