電壓電流互感器的試驗方法

1、電壓電流互感器的常規(guī)試驗方法   一、電壓、電流互感器的概述    典型的互感器是利用電磁感應(yīng)原理將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，或?qū)⒋箅娏鬓D(zhuǎn)換成小電流，為測量裝置、保護(hù)裝置、控制裝置提供合適的電壓或電流信號。電力系統(tǒng)常用的電壓互感器，其一次側(cè)電壓與系統(tǒng)電壓有關(guān)，通常是幾百伏幾百千伏，標(biāo)準(zhǔn)二次電壓通常是100V和100V/ 兩種；而電力系統(tǒng)常用的電流互感器，其一次側(cè)電流通常為幾安培幾萬安培，標(biāo)準(zhǔn)二次電流通常有5A、1A、0.5A等。    1.電壓互感器的原理    電壓互感器的原理與變壓器相似

2、，如圖1.1所示。一次繞組(高壓繞組)和二次繞組(低壓繞組)繞在同一個鐵芯上，鐵芯中的磁通為。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，繞組的電壓U與電壓頻率f、繞組的匝數(shù)W、磁通的關(guān)系為： 圖1.1  電壓互感器原理2.電流互感器的原理    在原理上也與變壓器相似，如圖1.2所示。與電壓互感器的主要差別是：正常工作狀態(tài)下，一、二次繞組上的壓降很?。ㄗ⒁獠皇侵笇Φ仉妷海?，相當(dāng)于一個短路狀態(tài)的變壓器，所以鐵芯中的磁通也很小，這時一、二次繞組的磁勢F（F=IW）大小相等，方向相反。    即電流互感器一、二次之間的電流比與一、二次繞組的匝數(shù)

3、成反比。 圖1.2  電流互感器的原理  3.互感器繞組的端子和極性    電壓互感器繞組分為首端和尾端，對于全絕緣的電壓互感器，一次繞組的首端和尾端可承受的對地電壓是一樣的，而半絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器，尾端可承受的電壓一般只有幾kV左右。常見的用A和X分別表示電壓互感器一次繞組的首端和尾端，用a、x或P1、 P2表示電壓互感器二次繞組的首端或尾端；電流互感器常見的用L1 、L2分別表示一次繞組首端和尾端，二次繞組則用K1、K2或S1、S2表示首端或尾端，不同的生產(chǎn)廠家其標(biāo)號可能不一樣，通常用下標(biāo)1表示首端，下標(biāo)2表示尾端。 

4、   當(dāng)端子的感應(yīng)電勢方向一致時，稱為同名端；反過來說，如果在同名端通入同方向的直流電流，它們在鐵芯中產(chǎn)生的磁通也是同方向的。標(biāo)號同為首端或同為尾端的端子而且感應(yīng)電勢方向一致，這種標(biāo)號的繞組稱為減極性，如圖1.3a所示，此時A-a端子的電壓是兩個繞組感應(yīng)電勢相減的結(jié)果。在互感器中正確的標(biāo)號規(guī)定為減極性。 4.電壓互感器和電流互感器在結(jié)構(gòu)上的主要差別    （1）電壓互感器和電流互感器都可以有多個二次繞組，但電壓互感器可以多個二次繞組共用一個鐵芯，電流互感器則必需是每個二次繞組都必需有獨立的鐵芯，有多少個二次繞組，就有多少個鐵芯。

5、60;   （2）電壓互感器一次繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)線很細(xì)，二次繞組匝數(shù)較少，導(dǎo)線稍粗；而變電站用的高壓電流互感器一次繞組只有1到2匝，導(dǎo)線很粗，二次繞組匝數(shù)較多，導(dǎo)線的粗細(xì)與二次電流的額定值有關(guān)。    （3）電壓互感器正常運行時，嚴(yán)禁將一次繞組的低壓端子打開，嚴(yán)禁將二次繞組短路；電流互感器正常運行時，嚴(yán)禁將二次繞組開路。 5.電壓互感器型號意義    第一個字母：J電壓互感器。    第二個字母：D單相；S三相；C串級式；W五鐵芯柱。    第三

6、個字母：G干式，J油浸式；C瓷絕緣；Z澆注絕緣；R電容式；S三相；Q氣體絕緣    第四個字母：W五鐵芯柱；B帶補償角差繞組。 連字符后的字母：GH高海拔地區(qū)使用；TH濕熱地區(qū)使用。    6.電流互感器的型號意義     電流互感器的型號由字母符號及數(shù)字組成，通常表示電流互感器繞組類型、絕緣種類、使用場所及電壓等級等。字母符號含義如下： 第一位字母：L電流互感器。 第二位字母：M母線式(穿心式)；Q線圈式；Y低壓式；D單匝式；F多匝式；A穿墻式；R裝入式；C瓷箱式；Z 支柱式；V 倒裝式。第三位字母：K

7、塑料外殼式；Z澆注式；W戶外式；G改進(jìn)型；C瓷絕緣；P中頻；Q 氣體絕緣。第四位字母：B過流保護(hù)；D差動保護(hù)；J接地保護(hù)或加大容量；S速飽和；Q加強型。     字母后面的數(shù)字一般表示使用電壓等級。例如：LMK0.5S型，表示使用于額定電壓500V及以下電路，塑料外殼的穿心式S級電流互感器。LA10型，表示使用于額定電壓10kV電路的穿墻式電流互感器。    二、電壓、電流互感器試驗步驟    電壓互感器和電流互感器共有的試驗項目    

8、;1.絕緣電阻測量    （1）試品溫度應(yīng)在1040之間；    （2）用2500V兆歐表測量，測量前對被試?yán)@組進(jìn)行充分放電；    （3）試驗接線：電磁式電壓互感器需拆開一次繞組的高壓端子和接地端子，拆開二次繞組，；測量電容式電壓互感器中間變壓器的絕緣電阻時，須將中間變壓器一次線圈的末端（通常為X端）及C2的低壓端（通常為）打開，將二次繞組端子上的外接線全部拆開，按圖2.1接好試驗線路。電流互感器按圖2.2接好試驗線路。 圖2.1  電磁式電壓互感器絕緣電阻測量接

9、線 圖2.2  電流互感器絕緣電阻測量接線    （4）驅(qū)動兆歐表達(dá)額定轉(zhuǎn)速，或接通兆歐表電源開始測量，待指針穩(wěn)定后（或60s），讀取絕緣電阻值；讀取絕緣電阻后，先斷開接至被試?yán)@組的連接線，然后再將絕緣電阻表停止運轉(zhuǎn)；    （5）斷開絕緣電阻表后應(yīng)對被試品放電接地。    關(guān)鍵點：    a.采用2500V兆歐表測量    b.測量前被試?yán)@組應(yīng)充分放電    c.拆開端子連接線時，拆前必須做好記錄，恢復(fù)接

10、線后必須認(rèn)真檢查核對    d.當(dāng)電容式電壓互感器一次繞組的末端在內(nèi)部連接而無法打開時可不測量    e.如果懷疑瓷套臟污影響絕緣電阻，可用軟銅線在瓷套上繞一圈，并與兆歐表的屏蔽端連接。    試驗要求：    a.與歷次試驗結(jié)果和同類設(shè)備的試驗結(jié)果相比無顯著差別；    b.一次繞組對二次繞組及地應(yīng)大于1000M，二次繞組之間及對地應(yīng)大于10M。    c.不應(yīng)低于出廠值或初始值的70；  &#

11、160; d.電容型電流互感器末屏絕緣電阻不宜小于1000M；否則應(yīng)測量其tan。    2.繞組直流電阻測量    （1）對電壓互感器一次繞組，宜采用單臂電橋進(jìn)行測量；    （2）對電壓互感器的二次繞組以及電流互感器的一次或二次繞組，宜采用雙臂電橋進(jìn)行測量，如果二次繞組直流電阻超過10，應(yīng)采用單臂電橋測量；    （3）也可采用直流電阻測試儀進(jìn)行測量，但應(yīng)注意測試電流不宜超過線圈額定電流的50%，以免線圈發(fā)熱直流電阻增加，影響測量的準(zhǔn)確度。  

12、0; （4）試驗接線：將被試?yán)@組首尾端分別接入電橋，非被試?yán)@組懸空，采用雙臂電橋（或數(shù)字式直流電阻測試儀）時，電流端子應(yīng)在電壓端子的外側(cè)，見圖2.4；    （5）換接線時應(yīng)斷開電橋的電源，并對被試?yán)@組短路充分放電后才能拆開測量端子，如果放電不充分而強行斷開測量端子，容易造成過電壓而損壞線圈的主絕緣，一般數(shù)字式直流電阻測試儀都有自動放電和警示功能；    （6）測量電容式電壓互感器中間變壓器一、二次繞組直流電阻時，應(yīng)拆開一次繞組與分壓電容器的連接和二次繞組的外部連接線，當(dāng)中間變壓器一次繞組與分壓電容器在內(nèi)部連接而無法分開時，可不測量一

13、次繞組的直流電阻。 圖2.4  直流電阻測量接線    關(guān)鍵點：    a.測量電流不宜大于按繞組額定負(fù)載計算所得的輸出電流的20%    b.當(dāng)線圈匝數(shù)較多而電感較大時，應(yīng)待儀器顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后方可讀取數(shù)據(jù)，測量結(jié)束后應(yīng)待儀器充分放電后方可斷開測量回路。    c.記錄試驗時環(huán)境溫度和空氣相對濕度；    d.直流電阻測量值應(yīng)換算到同一溫度下進(jìn)行比較。    結(jié)果判斷：  &

14、#160; 與歷次試驗結(jié)果和同類設(shè)備的試驗結(jié)果相比無顯著差別。    電壓互感器特有的試驗項目    1.電壓變比測量（包括電容式電壓互感器的中間變壓器）    方法1：電壓表法    待檢互感器一次及所有二次繞組均開路，將調(diào)壓器輸出接至一次繞組端子，緩慢升壓，同時用交流電壓表測量所加一次繞組的電壓U1和待檢二次繞組的感應(yīng)電壓U2，計算U1/U2的值，判斷是否與銘牌上該繞組的額定電壓比（U1n/U2n）相符，見圖3.1。 圖3.1 電壓表法試驗接線圖

15、60;    方法2：變比電橋法，參照儀器使用說明書進(jìn)行。    試驗要求：    與銘牌和標(biāo)志相符。    2.電磁式電壓互感器介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量測量    （1） 正接法    圖示的接線以HSXJS-II型介質(zhì)損耗測試儀為例，實際接線應(yīng)按所使用的儀器說明書進(jìn)行接線。     圖3.6 正接法接線圖    正接線的特點：  

16、;  a.測量結(jié)果主要反映一次繞組和二次繞組之間和端子板絕緣的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)；    b.測量結(jié)果不包括鐵芯支架絕緣的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)（如果PT底座墊絕緣就可以）；    c.測量結(jié)果不受端子板的影響；    d.試驗電壓不應(yīng)超過3kV（建議為2kV）。    （2） 反接法     圖3.7  反接法接線圖    反接法的特點    a.測量結(jié)果

17、主要反映一次繞組和二次繞組之間、鐵芯支架、端子板絕緣的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)；    b.測量結(jié)果受端子板的影響；    c.試驗電壓不應(yīng)超過3kV（建議為2kV）。    （3） 末端屏蔽法 圖3.8  末端屏蔽法接線圖    末端屏蔽法的特點：    a.對于串激式電壓互感器，測量結(jié)果主要反映鐵芯下部和二次線圈端部的絕緣，當(dāng)互感器進(jìn)水時該部位絕緣最容易受潮，所以末端屏蔽法對反映互感器受潮較為靈敏；  &#

18、160; b.對于串激式電壓互感器，被測量部位的電容量很小，容易受到外部干擾；    C.試驗電壓可以是10kV；    d.嚴(yán)禁將二次繞組短接。    （4） 末端加壓法    末端加壓法的特點：    a.不用斷開互感器的高壓端子，試驗中將高壓端接地；    b.測量結(jié)果主要是反映一、二次線圈間的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)，不包括鐵芯支架的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)；    c.由于高壓端接地，

19、外部感應(yīng)電壓被屏蔽掉，所以這種方法有較強的抗干擾能力；    d.測量結(jié)果受二次端子板絕緣的影響；    e.試驗電壓不宜超過3kV；    f.嚴(yán)禁將二次繞組短接。     圖3.9  末端加壓法接線圖      圖3.10  測量支架的介質(zhì)損耗因數(shù)    （5）串激式電壓互感器支架介質(zhì)損耗因數(shù)的測量    測量接線見圖3.10，互感器

20、放置于絕緣墊上。由于支架的電容量很小，通常只有幾十PF，所以要求介損測量儀應(yīng)有相應(yīng)的測量范圍。    試驗要求及結(jié)果判斷：    a.采用末端屏蔽法和末端加壓法時，嚴(yán)禁將二次繞組短接。    b.串級式電壓互感器建議采用末端屏蔽法，其他試驗方法與要求自行規(guī)定；    c.前后對比宜采用同一試驗方法；    d.交接時，35kV以上電壓互感器，在試驗電壓為10kV時，按制造廠試驗方法測得的介損不應(yīng)大于出廠試驗值的130；  &#

21、160; e.支架介損一般不大于6%;    f.與歷次試驗結(jié)果相比，應(yīng)無明顯變化；    g.繞組tg不應(yīng)大于規(guī)程規(guī)定值。    電流互感器特有的試驗項目    1.變比試驗    方法1：電流法    由調(diào)壓器及升流器等構(gòu)成升流回路，待檢TA一次繞組串入升流回路；同時用測量用TA0和交流電流表測量加在一次繞組的電流I1、用另一塊交流電流表測量待檢二次繞組的電流I2，計算I1/I2的值，判斷是否與銘牌上該

22、繞組的額定電流比（I1n/I2n）相符。見圖4.1 圖4.1  電流互感器變比測量接線圖圖4.2  電壓法    方法2：電壓法    待檢CT一次繞組及非被試二次繞組均開路，將調(diào)壓器輸出接至待檢二次繞組端子，緩慢升壓，同時用交流電壓表測量所加二次繞組的電壓U2、用交流毫伏表測量一次繞組的開路感應(yīng)電壓U1，計算U2/U1的值，判斷是否與銘牌上該繞組的額定電流比（I1n/I2n）相符。    方法3：電流互感器變比測試儀（互感器伏安特性測試儀），按說明書操作。 

23、60;  注意事項：    方法1：測量某個二次繞組時，其余所有二次繞組均應(yīng)短路、不得開路，根據(jù)待檢CT的額定電流和升流器的升流能力選擇量程合適的測量用CT和電流表；    方法2：二次繞組所施加的電壓不宜過高，防止CT鐵心飽和    方法3：測量某個二次繞組時，其余所有二次繞組均應(yīng)短路、不得開路，根據(jù)待檢CT的額定電流和升流器的升流能力選擇合適的測量電流。    結(jié)果判斷：    與銘牌和標(biāo)志相符。   

24、 2.正立式電容型電流互感器介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量測量    測量接線見圖4.2。 圖4.2  正立式電流互感器介質(zhì)損耗測量接線    3.倒立式電流互感器介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量測量    （1）SF6絕緣電流互感器不要求測量介質(zhì)損耗因數(shù)；    （2）當(dāng)二次繞組的金屬罩和二次引線金屬管內(nèi)部接地而零屏外引接地時只能采用反接法進(jìn)行測量；    （3）當(dāng)二次繞組的金屬罩和二次引線金屬管與零屏同時外引接地時優(yōu)先采用正接法進(jìn)行測量。

25、60;   判斷二次引線金屬罩是否在內(nèi)部接地的方法：如果用正接法測出的電容量比反接法測出的電容量小很多，就說明二次引線金屬管已在 內(nèi)部接地。    注意事項及結(jié)果判斷：    a.本試驗應(yīng)在天氣良好，試品及環(huán)境溫度不低于5的條件下進(jìn)行；    b.測試前，應(yīng)先測量繞組的絕緣電阻；    c.測量時應(yīng)記錄空氣相對濕度、環(huán)境溫度；    d.與歷次試驗結(jié)果和同類設(shè)備的試驗結(jié)果相比無顯著差別；    e

26、.繞組tan不應(yīng)大于規(guī)程規(guī)定值；    f.當(dāng)測量電容型電流互感器末屏tan時，其值不應(yīng)大于2%。    4.一次繞組交流耐壓試驗    將二繞組短接并與外殼連接后接地，在一次側(cè)加壓。采用調(diào)壓器及串聯(lián)諧振裝置的試驗接線見圖4.3。  圖4.3  電流互感器一次繞組交流耐壓試驗    注意事項：    a.耐壓試驗前確認(rèn)試品絕緣電阻合格；    b.充油和充氣互感器必須靜置規(guī)定的時間(通常

27、安裝后應(yīng)靜止24小時以上)；    c.絕緣油試驗合格；    d.氣體試驗合格，耐壓在額定氣壓下進(jìn)行    e.耐壓試驗前后，應(yīng)檢查有否絕緣損傷；    f.外施交流耐壓試驗電壓的頻率應(yīng)為4565HZ；    g.交流耐壓試驗時加至試驗標(biāo)準(zhǔn)電壓后的持續(xù)時間，凡無特殊說明者，均為1min；    h.外施耐壓試驗的電壓值應(yīng)在高壓側(cè)進(jìn)行測量，并應(yīng)測量電壓峰值（試驗電壓為峰值/  ）；  &

28、#160; i.測量時應(yīng)記錄空氣相對濕度、環(huán)境溫度；    j.拆開試驗設(shè)備高壓引線，測試被試?yán)@組對其他繞組及地絕緣電阻，并與耐壓前測試值比較，耐壓后絕緣電阻不應(yīng)降低。    k.試驗結(jié)束后應(yīng)對被試品放電接地。    試驗要求：    a.試驗過程不應(yīng)發(fā)生閃絡(luò)、擊穿現(xiàn)象；    b.外施耐壓試驗前后，絕緣電阻不應(yīng)有明顯變化。    5.勵磁特性（伏安特性）曲線    （1）待檢CT一次及

29、所有二次繞組均開路；    （2）將調(diào)壓器或試驗變壓器的電壓輸出高壓端接至待檢二次繞組的一端，待檢二次繞組另一端通過電流表（或毫安表，視量程需要）接地、試驗變壓器的高壓尾端接地，見圖4.4；    （3）接好測量用PT、電壓表；    （4）緩慢升壓，同時讀出并記錄各測量點的電壓、電流值。    （5）依次測量其他二次繞組的勵磁特性曲線。  圖4.4 勵磁特性測量    注意事項：    a試驗時

30、應(yīng)先去磁（可加交流電壓平緩升降幾次），然后將電壓逐漸升至勵磁特性曲線的飽和點即可停止；    b如果該繞組勵磁特性的飽和電壓高于2kV，則現(xiàn)場試驗時所施加的電壓一般應(yīng)在2kV截止，避免二次繞組絕緣承受過高電壓；    c試驗時記錄點的選擇應(yīng)便于計算飽和點、便于與出廠數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，一般不應(yīng)少于5個記錄點。    試驗結(jié)果判斷：    與歷次試驗結(jié)果或與同類設(shè)備的試驗結(jié)果相比無顯著差別。 圖4.5  電流互感器的勵磁特性曲線    試驗數(shù)據(jù)的判斷    5.1  對試驗數(shù)據(jù)的判斷方法    （1）與出廠試驗數(shù)據(jù)或安裝交接試驗數(shù)據(jù)比較應(yīng)無明顯的變化。    （2）與同類產(chǎn)品比