穿心式电流互感器二次开路特性

母线穿心式开路电压电流互感器二次

电流互感器运行特性分析

电流互感器是次开路的特性分析以及解决方法，电流互感器运行的特定条件。

关键字：。电流互感器运行特性

在电工手册及各类教材中，对电流互感器二次开路运行的结论是：。“电流互感器二次开路产生几百伏、lkV～10kV的危及人身安全的高压；铁芯严重发热，烧坏电流互感器。”这也是电力界公认的法规。

我们科技服务小组在检修学校配电盘的一只无示数电流表时发现，与其相串联电流互感器二次开路运行，实测电压为2．6V，恢复其原闭路接法，同时在主回路串入型号、变化相同的电流互感器，二次开路长期运行，并不发热。这说明：。目前实际应用的电流互感器运行特性与一百多年来传统的结论相比，有着不容忽视的重大差别。

为了分析电流互感器运行参数，在电业公司和校党总支部大力支持下，我们将收集到的0．5kV和10kV两个耐压等级，变电站用的LQJ，LFC，LFCD，母线穿心式lMK，LMKl，LMZ，LMZ1，LMZJ1和在平度已被淘汰的LQG等9个系列，北京、天津、上诲、沈阳、合肥等20个厂家生产的变化30／5～2000／5的56种电流互感器及其350个变种，在变流实验台上经过长达两年半的实验，记录了十几万个运行数据，归纳总结出了如下结论。

一、电流互感器二次开路电压特性

对每一种电流互感器，二次开路电压随着一次电流的变化，都有严格的对应关系，仅以一次额定电流时的二次开路电压值说明。对母线穿心式150／5的电流互感器，当穿心电流为额定值时，不同品种的电流互感器二次开路电压为2．6～2；4V。80条二次开路电压特性曲线的规律是：。一次穿心电流从0A增至150A时，二次开路电压开始上升幅度很大，30A 以后增加甚小(即使从150A增至800A，二次开路电压平均只上升0．2V)。

母线穿心式200／5的电流互感器，二次开路电压是3．9～65V；母线穿心式300／5—2000／5的电流互感器，二次开路电压为6．5～372V。

LQG系列从30／5—600／5的电流互感器，二次开路电压是12．8～214V。

变电站用的LQJ，LFC，LFCD系列50／5～300／5的电流互感器，二次开路电压是18～1213V。

在第二次伏安特实验台上，利用调压器、电流表、导线将所有的电流互感器二次线圈分别接人调压器的输出端，当二次输入5A电流时，测得二次电压和一次加额定电流时测得的二次开路电压都有严格的对应关系。若用公式计算，二次开路电压等于二次闭路转为开路一次电压的增量乘以变化。从正反两方面实验和法拉第电磁感应定律推导结论证明了二次开路电压测试值的真实性。

综上所述，100多年来的传统结论与科技进步、材料更新、结构变化、工艺革新的现代新型电流互感器的实际二次开路电压相比存在着巨大差别，所以传统结论应当修正。

二、电流互盛器二次开路时发热情况分析

对母线穿心式电流互感器，根据焦耳—楞次定律Q=I2Rt，二次开路时由I2=0，Q2=0，所以二次线圈不会发热。但是，当二次线圈由闭路转为开路时，母线上功耗增大。对母线穿

心式150／5的电流互感器一次电流为额定值时，经过计算其功耗增量最小为9W，最大为17W。由于母线粗长，散热忍受力好，不会发热。

所有母线穿心式电流互感器在变流实验台上断续运行长达2年半之久，从未发现烧坏一例，充分体现了目前实用新型电流互感器发热特性与传统结论截然不同。

已被平度淘汰的LQG系列电流互感器在交流实验台上进行证明，当一次线圈电流为额定值时，二次线圈开路，保持一次电流仍为额定电流，虽然二次线圈不会发热，但一次线圈功耗量增大。例如44号30／5的电流互感器，其一次压降增量为25V，功耗增大75W，一次线圈略微发热。对该系列电流互感器的大量实际观察情况表明，如果过流，一次线圈功耗更大，确实发热，当电流超过额定值50％后，一次线圈烫手，由于热传递，铁芯和二次线圈也相继发热，长时间运行，闻到有焦糊味。若绝缘烧焦，就会产生一次电压加入二次线圈的恶性结果，体现了此系列互感器的发热情况仍符合100多年前的传统结论，但此电压系供电电压，根本不是感应的二次开路电压。

三、电流互感器二次开路电压波形分析

当一次电流为0A时，二次输出电压波形为一条水平线。随着一次电流的增大，56种电流互感器波形变化十分复杂，又各具有其自身特色。如6号互感器，一次电流为3A，二次电压波形为正弦波，一次电流从4A增至150A波形畸变，随着一次电流增大，波形畸变加剧，其变化特别是有效宽度变窄，峰—峰值上升，占空因数下降，但每半周包围的面积增加甚微。每半周包围面积增加很小说明铁芯已趋于磁饱和，反映了二次开路电压随着一次电流增大，只能微弱上升，而峰—峰值增大反映了整流滤波电压有较大的上升幅度，为自动化控制提供了较宽的控制区间。

四、比差特性分析

目前，我国计量电流时，要求用15mm2的铜线将电流互感器二次线圈和电度表电流线圈短接，这是降低精度产生正比差的应用方法。以母线穿心式150／5的电流互感器为例，我们分别以15mm2长4m的铜线，将其二次线圈分别与1505A的电流表和电度表的电流线圈串联时，当一次穿心电流为150A时，所有电流互感器都能使电流表碰针，若一次电流降至135A，电流表示数为140～150A。

在变流实验台上测得8000个数据表明，当一次电流超过额定值10％，随着一次电流增大，正比差越来越明显，而一次电流为15A以下时，电流互感器二次测中的电流表示数有负比差。

按照国家标准规定，总负荷电流应该等于电流互感器额定电流的75％～100％，电流互感器精度为1～3级时，

二次回路所取负载应为其铭牌负荷值的50％～100％，对精度为0．1—1级的电流互感器，应取铭牌负荷的25％一100％，对当地用量占绝对优势的负荷为02fl的电流互感器，当一次电流达到额定值时，依据规定二次闭路电压必定为1V、05V和025V。我国国家标准还规定：。若低于上述限量的下限值，测量精度降低，造成正误差。但是我们测量过许多用户的配电盘，当用于电流表示数的电流互感器，使电流表显示接近额定值时，而计费用的电流互感器，二次测用规定导线直接接人三相电度表的电流线圈，以指针式万用表交流电压10V