測量用電流互感器的檢定

包煊赫

摘要：電流互感器對于交直流設(shè)備的的測量與計(jì)算分析中有著極為重要的作用，用于高壓變電站和電網(wǎng)中的保護(hù)、測量和控制。本文通過對電流互感器的發(fā)展、功能與檢定分析，對電流互感器的測量精確性進(jìn)行了提升，對于電流的高效檢測提出了創(chuàng)新的思路。關(guān)鍵詞：電流互感器；精確性；高效檢測

1電流互感器的發(fā)展

電流互感器（電流互感器）是用于在其次級中產(chǎn)生與其初級中的AC電流成比例的交流（AC）的變壓器，電流互感器以及為測量而設(shè)計(jì)的電壓互感器（VT）或電壓互感器（PT）被稱為儀表互感器。當(dāng)電流太高而不能直接測量或電路的電壓太高時(shí)，可以使用電流互感器在其次級中提供隔離的較低電流，其與初級電路中的電流成比例。感應(yīng)的次級電流然后適合于測量儀器或電子設(shè)備中的處理。電流互感器對初級電路幾乎沒有影響。通常，在電子設(shè)備中，初級和次級電路之間的隔離是重要的特性。電流互感器用于電子設(shè)備中，并廣泛用于電力工業(yè)中的計(jì)量和保護(hù)繼電器。電流互感器可以安裝在開關(guān)設(shè)備內(nèi)或設(shè)備套管中，但是通常使用獨(dú)立的室外電流互感器。

2電流互感器的功能

像任何變壓器一樣，電流互感器具有初級繞組、鐵芯和次級繞組，盡管一些變壓器（包括電流互感器）使用空氣芯。原則上，電流互感器和電壓互感器（正常類型）之間的唯一區(qū)別在于，前者被饋送有“恒定”電流，而后者被饋送以“恒定”電壓，其中“恒定”具有嚴(yán)格的電路理論意義。初級中的交流電流在芯中產(chǎn)生交變磁場，然后在次級中感應(yīng)交流電流。初級電路在很大程度上不受電流互感器的插入的影響。精確的電流互感器需要在初級和次級之間緊密耦合，以確保次級電流在寬電流范圍內(nèi)與初級電流成比例。次級中的電流是初級（假設(shè)單匝初級）中的電流除以次級的匝數(shù)。電流互感器通常由硅鋼環(huán)芯組成，其纏繞有多匝銅線，承載初級電流的導(dǎo)體通過環(huán)。因此，電流互感器的主要因素是單一的“轉(zhuǎn)向”。初級“繞組”可以是電流互感器的永久部分，即用于攜帶電流通過磁芯的重銅條。窗式電流互感器（也稱為零序電流互感器或zS電流互感器）也是常見的，其可以具有穿過磁芯中的開口的中間的電路電纜以提供單匝初級繞組。為了幫助精度，主導(dǎo)體應(yīng)該在孔徑中心。電流互感器由其從初級到次級的電流比指定，額定二次電流通常標(biāo)準(zhǔn)化為1或5安培。例如，當(dāng)初級繞組電流為4000安培時(shí)，4000：5電流互感器次級繞組將提供5安培的輸出電流。該比率還可以用于找到變壓器一側(cè)的阻抗或電壓，給定另一側(cè)的適當(dāng)值。對于4000：5電流互感器，次級阻抗可以被找到為ZS=NZP=800ZP，并且次級電壓可以被找到為VS=NVP=800VP。在一些情況下，次級阻抗被稱為初級側(cè)，并且被發(fā)現(xiàn)為ZS'=N2ZP。參考阻抗簡單地通過將初始二次阻抗值乘以電流比來完成。電流互感器的次級繞組可以具有抽頭以提供一定范圍的比率，共有五個(gè)抽頭。形狀和尺寸根據(jù)最終用戶或開關(guān)裝置制造商而變化。低壓單比例計(jì)量電流互感器是環(huán)形或塑料模制外殼。分離式電流互感器具有兩部分芯或具有可移動部分的芯。這允許將變壓器放置在具有最小干擾的導(dǎo)體周圍。分離式電流互感器通常用于低電流測量儀器，通常是便攜式、電池供電和手持式。電流互感器廣泛用于測量電流和監(jiān)測電網(wǎng)的操作。隨著電壓線，收入級電流互感器驅(qū)動電力公司的瓦特計(jì)在幾乎每一個(gè)建筑與三相服務(wù)和單相服務(wù)大于200安培。

3電流互感器的檢定

3.1外觀檢查

有下列缺陷之一的電流互感器，必須修復(fù)后再檢定：無銘牌或銘牌中缺少必要的標(biāo)志；接線端子缺少、損壞或無標(biāo)志；有多個(gè)電流比的互感器沒有標(biāo)示出相應(yīng)接線方式；絕緣表面破損或受潮；內(nèi)部結(jié)構(gòu)件松動；其他嚴(yán)重影響檢定工作進(jìn)行的缺陷。

3.2絕緣電阻測量

用2500V兆歐表測量各繞組之間和繞組對地的絕緣電阻。一次繞組對二次繞組及接地端子之間的絕緣電阻不小于40MΩ；二次繞組對接地端子之間以及二次繞組之間的絕緣電阻不小于20MΩ。

3.3退磁

若制造廠規(guī)定了退磁方法，應(yīng)按標(biāo)牌上的標(biāo)注或技術(shù)文件的規(guī)定進(jìn)行退磁。如果制造廠未有規(guī)定，可采用開路法退磁。實(shí)施開路法退磁時(shí)，在一次（或二次）繞組中選擇其匝數(shù)較少的一個(gè)繞組通以10%-15%的額定一次（或二次）電流，在其他繞組均開路的情況下，平穩(wěn)、緩慢地將電流降至零。退磁過程中應(yīng)監(jiān)視接于匝數(shù)最多繞組兩端的峰值電壓表，當(dāng)指示值達(dá)到2600V時(shí)，應(yīng)在此電流值下退磁。

3.4繞組極性檢查

測量用電流互感器的繞組極性規(guī)定為減極性。當(dāng)一次電流從一次繞組的極性端流入時(shí)，二次電流從二次繞組的極性端流出。推薦使用裝有極性指示器的誤差測量裝置按正常接線進(jìn)行繞組的極性檢查。使用沒有極性指示器的誤差測量裝置檢查極性時(shí)，應(yīng)在工作電流不大于5%時(shí)進(jìn)行，如果測得的比值誤差超過100%，則極性異常。

4總結(jié)與展望

電流互感器通常用于在危險(xiǎn)的高電壓下監(jiān)測危險(xiǎn)的高電流或電流，因此在這些情況下必須非常小心地設(shè)計(jì)和使用電流互感器。電流互感器的檢定的準(zhǔn)確性對于電氣設(shè)備的測量有著極為重要的作用，需要結(jié)合實(shí)際的測量經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化與分析，才能有著更好的發(fā)展與創(chuàng)新。