大變比電流互感器誤差測(cè)試工裝設(shè)計(jì)

張伊銘 李紅增

【摘要】由于超高壓輸變電工程發(fā)展迅速，高電壓等級(jí)、大變比電流互感器增多，在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一次電流越大，返回導(dǎo)體對(duì)電流互感器誤差測(cè)試的影響也就越大，甚至?xí)霈F(xiàn)與設(shè)計(jì)值相差很大或超出國(guó)標(biāo)要求，因此設(shè)計(jì)專(zhuān)用工裝，采用等安匝法進(jìn)行測(cè)試，減少返回導(dǎo)體對(duì)誤差測(cè)的影響。

【關(guān)鍵詞】大變比電流互感器 測(cè)試工裝

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM452 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）03-0055-01

一、測(cè)試工裝的設(shè)計(jì)意義

電流互感器誤差測(cè)試是電流互感器試驗(yàn)項(xiàng)目之一，其目的是為了檢測(cè)電流互感器的準(zhǔn)確度是否滿足要求；在試驗(yàn)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)電流互感器一次電流大于2000A時(shí)，在電流互感器的額定負(fù)荷下，其一次電流百分?jǐn)?shù)為100%、120%的測(cè)量點(diǎn)誤差會(huì)超出規(guī)定值（此現(xiàn)象簡(jiǎn)稱(chēng)為超差），但按電流互感器設(shè)計(jì)理論計(jì)算，此處的誤差是完全滿足要求的，于是，我們進(jìn)行了多次摸索試驗(yàn)，記錄大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，最終發(fā)現(xiàn)同等檢測(cè)條件下電流互感器誤差測(cè)試數(shù)據(jù)和通過(guò)一次電流的試驗(yàn)導(dǎo)線（線徑、長(zhǎng)度、與試品的相對(duì)位置等）關(guān)聯(lián)密切，在互感器測(cè)試領(lǐng)域，通常將安裝或試驗(yàn)電流互感器時(shí)的外部導(dǎo)線稱(chēng)為返回導(dǎo)體，一次導(dǎo)線未穿過(guò)試品（環(huán)形電流互感器線圈）的部分也視為返回導(dǎo)體，理想狀態(tài)下，足夠長(zhǎng)的一次導(dǎo)線穿過(guò)環(huán)形電流互感器線圈，且一次導(dǎo)線正好位于環(huán)形電流互感器線圈的中心時(shí)，才不會(huì)對(duì)電流互感器的誤差測(cè)試產(chǎn)生影響，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不可能無(wú)限地加長(zhǎng)一次導(dǎo)線，因此，我們需制作特定的工裝來(lái)消除返回導(dǎo)體對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響。

二、測(cè)試工裝的工作原理

電流互感器的一次繞組可分為單匝和多匝，根據(jù)電流互感器磁動(dòng)勢(shì)平衡方程I1N1=I2N2（其中I1N1稱(chēng)為一次安匝，I2N2稱(chēng)為二次安匝；I1、I2為一、二次電流，N1、N2為一、二次匝數(shù)），在測(cè)試電流互感器時(shí)，二次安匝已確定，不可改動(dòng)，因此我們可以增加一次匝數(shù)N1，但仍滿足磁動(dòng)勢(shì)平衡方程I1N1=I2N2，也就是采取等安匝測(cè)試法，來(lái)消除返回導(dǎo)體的影響；并且通過(guò)測(cè)試工裝，模擬電流互感器線圈的實(shí)際工況，使測(cè)試數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。

三、測(cè)試工裝的結(jié)構(gòu)

測(cè)試工裝主要由支架、屏蔽筒、一次導(dǎo)線三個(gè)部分組成（如下圖），支架部分采用鋼架結(jié)構(gòu)，支撐屏蔽筒、試品等，承重2T，并加裝萬(wàn)向輪，方便移動(dòng)運(yùn)輸。屏蔽筒采用10mm鋁合金制成圓柱形結(jié)構(gòu)，屏蔽筒上端蓋為單獨(dú)部分，上端蓋加裝吊鼻，可進(jìn)行吊裝；上端蓋與屏蔽筒本體間裝有絕緣護(hù)套，避免上端蓋與屏蔽筒本體間形成電氣通道，導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)失真；屏蔽筒上、下端蓋預(yù)留穿線孔，保證一次導(dǎo)線從屏蔽筒中心穿過(guò)。一次導(dǎo)線用銅排制成，采用串聯(lián)方式均等分穿過(guò)屏蔽筒中心，本工裝設(shè)計(jì)為四匝，銅排之間螺栓連接，留有一次電流進(jìn)出兩個(gè)接線端，可實(shí)現(xiàn)單匝、兩匝、三匝、四匝等試驗(yàn)方式，根據(jù)變比的不同，可任意選擇試驗(yàn)匝數(shù)，比如測(cè)試4000/1的電流互感器誤差，選用一次為兩匝時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)互感器上選擇2000/1的測(cè)試檔，即可實(shí)現(xiàn)4000/1的誤差測(cè)試，選擇一次匝數(shù)為四匝時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)互感器上選擇1000/1的測(cè)試檔，完成4000/1的誤差測(cè)試。

四、測(cè)試工裝的驗(yàn)證

選用一組1100kV電流互感器線圈（包括TPY級(jí)線圈、保護(hù)級(jí)線圈、測(cè)量級(jí)線圈）進(jìn)行試驗(yàn)，為了保證測(cè)量的精準(zhǔn)性，選用精度等級(jí)最高的測(cè)量級(jí)（0.2S）線圈測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，測(cè)試線圈的參數(shù)為：1500-3000-6000/1 0.2S級(jí) 10VA，因?yàn)橐淮坞娏髟酱?，返回?dǎo)體對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的影響越大，故選6000/1的誤差數(shù)據(jù)作參考。測(cè)試時(shí)，除了對(duì)該組電流互感器線圈增加了測(cè)試工裝，其余測(cè)試條件含測(cè)試場(chǎng)地、測(cè)試儀器、試品等未做任何變動(dòng)。測(cè)試數(shù)據(jù)如表1。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，增加上工裝后的測(cè)試數(shù)據(jù)符合國(guó)標(biāo)要求，也與設(shè)計(jì)值符合設(shè)計(jì)要求；采用兩匝和四匝時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)差別細(xì)小，說(shuō)明等安匝法測(cè)試原理有效；另外，采用該工裝后，不需將調(diào)壓器、升流器等測(cè)試設(shè)備增容，既節(jié)省了試驗(yàn)場(chǎng)地面積，又提高了試驗(yàn)效率。