110kV及以上电流互感器相关知识

备课教案

授课题目：110kV及以上电流互感器相关知识

授课人员：敖清

授课时间：2012.3.27 09:00-10:30

授课地点：试验班休息室

受培人员：龙卫国、朱建茹、朱艳琴、朱继海、焦国荣、郑云佳

授课内容：

1、基本结构及工作原理

1.1电流互感器基本结构

电流互感器基本结构：一般电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。

电容型电流互感器一次线圈为两个彼此绝缘的半圆铝管合并而成，并作成“U”型，构成2匝线圈，通过导线及端子引出。一次线圈的绝缘由电容均压构成，最内层的主屏接高电压，最外层屏接地。“U”型线圈两侧分别套在2～4个圆形铁芯上，铁芯上绕有二次绕组。二次绕组由引线引出接在外部的端子上。其一次绕组分为两段，分别穿过互感器的铁心，二次绕组分为两个带抽头的、不同准确度等级的独立绕组。一次绕组与装置在互感器外侧的连接片连接，通过变更连接片的位置，使一次绕组形成串联或并联接线，从而改变一次绕组的匝数，以获得不同的变比。带抽头的二次绕组自身分为两个不同变比和不同准确度等级的绕组，随着一次绕组连接片位置的变更，一次绕组匝数相应改变，其变比也随之改变，这样就形成了多量程的

变比。带抽头的二次独立绕组的不同变比和不同准确度等级，可以分别应用于电能计量、指示仪表、变送器、继电保护等，以满足各自不同的使用要求。我厂110kV和220kV升压站内的电流互感器就是这种结构。

1.2电流互感器的工作原理

工作原理：与变压器基本相同，一次绕组的匝数(N1)较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流(I1)通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流(I2)；二次绕组的匝数(N2)较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路，由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，即：

I1N1=I2N2

电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。

2、预试项目、试验方法、接线以及对试验结果的综合分析判断

2.1测量绕组及末屏的绝缘电阻

测量绕组绝缘电阻的主要目的是检查其绝缘是否有整体受潮或劣化的现象。而测量电容型电流互感器末屏的绝缘电阻对发现绝缘受潮灵敏度较高。这是因为电容型电流互感器一般由十层以上电容串联。进水受潮后，水分一般不易渗入电容层间或使电容层普遍受潮，因此进行主绝缘试验往往不能有效地监测出其进水受潮。但是，水分的密度大于变压器油，所以往往沉积于套管和电流互感器外层（末层）或底部（末屏与法兰间）而使末屏对地绝缘水平大大降低，因此进行末屏对地绝缘电阻的测量能有效地监测电容型试品进水受潮缺陷。测量时采用2500V或5000V兆欧表。测量绕组的绝缘电阻与初始值及历次数据比较，不应有显著变化。测得的末屏对地绝缘电阻一般不

低于1000MΩ。

2.2测量介质损耗因数tgδ

2.2.1试验方法和接线

对于电磁式电流互感器来说，多数为油浸链式（如LCWD-110型）和串级式（如L-110型）结构，这类电流互感器现场测量可按一次对二次绕组用高压电桥正接线测量，也可按一次对二次绕组及外壳用高压电桥反接线测量，试验电压为10kV。

而对于电容型电流互感器，我们厂110kV和220kV升压站的就是这类电流互感器，现场测量时可按一次绕组对末屏用高压电桥正接线测量（抗干扰较好），也可按一次绕组对末屏、二次绕组及地用高压电桥反接线测量。但为了数据便于比较，我们在试验时一般用正接法测量，就是将介损测试仪的高压线接到电流互感器的一次绕组上，将电流互感器的末屏与地连接线分开后接介损测试仪的测量线。试验电压为10kV。但采用这种方法进行测量仅能反映一次绕组电容层间受潮，而不易发现运行中电流互感器底部进水受潮。为检查电流互感器底部和电容芯子表面的绝缘状况，有关规程规定，当末屏对地绝缘电阻小于1000MΩ时，应测量末屏对地的介质损耗因数tgδ。其测量接线可用正、反两种接法。在电力系统中，采用反接线较方便，这时电流互感器的末屏接高压电桥，所有二次绕组与邮箱底座短路后接地，试验电压2kV。

测量时还应注意空气相对湿度的影响，当试区空气相对湿度达到85%以上时，用反接法测得的介质损耗因数产生较大的正偏差，这是因为湿度大时，在末屏引出的环氧玻璃布板或绝缘小瓷套表面形成游离水膜而产生泄漏电导电流所致。只有试区的空气相对湿度在75%以下时，才能得到准确的数据。2.2.2对试验结果的综合分析判断

主绝缘的介损tgδ

主绝缘的tgδ不应大于下表所列的数值，且与历年数据比较，不应有显著变化。

20℃时电流互感器主绝缘tgδ（%）应不大于的数值

主绝缘电容量与初始值或出厂值差别超出±5%范围时，应查明原因。

在2kV试验电压下末屏对地tgδ值不大于2%。

对充油型和油纸电容型的电流互感器，当其tgδ值与出厂值或上一次实验值比较有明显增长时，应综合分析tgδ与温度、电压的关系，以确定其绝缘是否有缺陷。

应当指出，油纸电容型tgδ一般不进行温度换算。这是因为油纸绝缘的介质损耗因数tgδ与温度的关系取决于油和纸的综合性能。良好的绝缘油是非极性介质，油的tgδ主要是电导损耗，它随温度升高而增大。而纸是极性介质，其tgδ由偶极子的松弛损耗所决定，一般情况下，纸的tgδ在-40～60℃的温度范围内随温度升高而减小。因此，不含导电杂质和水分的良好油纸绝缘，在此温度范围内其tgδ没有明显变化，所以可以不用进行温度换算。

当绝缘中残存有较多水分和杂质时，tgδ与温度的关系就不同于上述情况，tgδ随温度升高明显增加。例如：两台220kV电流互感器通入50%额定电流，加温9h，测取通入电流前后tgδ的变化，tgδ初始值为0.53%的一台无变化，初始值为0.8%的一台则上升为1.1%。实际上已属非良好绝缘（《规程》