电流互感器设备的试验测试技术--正式版

电流互感器设备的试验测试技术**********二O一八年九月一、基本知识二、基本结构三、测试技术电流互感器（一）电流互感器的定义（二）电流互感器的作用（三）工作原理(四）型号含义基本知识一、（一）电流互感器的定义：电流互感器是发电厂、变电所等输电、供电系统中供测量、保护用的设备，它能将电力系统中的大电流变换为标准小电流（5A/1A），用以给测量仪表和继电保护装置供电。一、基本知识（二）电流互感器的作用测量作用绝缘作用保护作用标准化小型化（二）电流互感器的作用：1.测量作用：测量电力线路中的电流、电能（与电压互感器配合）2.标准化、小型化作用：电流互感器可以将不同的额定一次电流变换成较小的标准电流，一般是1A或5A，这样可以减小仪表和继电器的尺寸，简化其规格，有利于仪表和继电器标准化小型化。3.绝缘作用：由于电流互感器的一、二次绕组之间有足够的绝缘强度，对二次设备进行维护时，不需中断一次系统的运行，二次设备出现故障时也不会影响到一次侧，提高了一次系统和二次系统的安全性和可靠性。4.保护作用：通过电流互感器的适当接线，还可以取得零序电流，供保护及自动装置使用,把很大的故障电流传给保护装置，保护装置使电网断电，保护了电网。（三）工作原理：1.电流互感器是一种专门用于变换电流的特种变压器。2.电流互感器其一次绕组串联于被测的一次回路中，二次绕组与测量仪表或继电器的电流线圈串联，二次侧额定电流一般为5A或1A。工作原理：AW.h至电压互感器符号图变比KI=I1/I2=N2/N1N1N2A3.在正常工作条件下，其二次电流实质上与一次电流成正比，而且在连接方向正确时，二次电流对一次电流的相位差接近于零。4.变换原理通过电磁感应原理，把I1变换为I2。5.变换公式电流大小与匝数之比有如下关系：(四）型号含义电流互感器LDZB4---220/0.5--1200D-贯穿单匝式F-贯穿复匝式M-母线式Q-绕组式Z-浇注绝缘C-瓷绝缘W-户外装置B-继电保护设计序号一次侧额定电压(KV)准确度等级一次侧额定电流(A）V-倒立式Q-气体绝缘电流互感器的准确度(电流变换的精度)0.2级、0.5级、P级、TPY;0.2s：用于计量回路;0.5级：测量回路;P级：用于保护装置;TPY级：用于超高压线路保护。三、互感器的参数0.2S：是指当通过电流互感器的电流远小于额定电流时，互感器的准确度仍保证在0.2级这个精确度上，一般电气化铁路牵引变电所使用的均为0.2S级的电流互感器。5P10：后面的10是准确限值系数，5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤±5%。概述目前在电网中运行的互感器除极少量为电子式互感器外，其它无论油纸绝缘、SF6气体绝缘、环氧浇注绝缘还是缠绕固体绝缘皆为电磁感应式互感器。二、基本结构1.按照工作原理分为：1.1电磁式电流互感器1.2数字式光电电流互感器2.按绝缘介质分为：2.1缠绕固体电流互感器2.2浇注绝缘电流互感器2.3气体绝缘电流互感器2.4油纸绝缘电流互感器（一）电流互感器分类二、基本结构3.按二次绕组所在位置分为：3.1正立式（二次绕组在产品下部）3.2倒立式（二次绕组在产品上部）4按用途为：4.1测量用电流互感器4.2保护用电流互感器(1)正立式（二次绕组在产品下部）a.链型绝缘：35～110kV及以下电压等级多为油纸链型绝缘电流互感器，该类产品由膨胀器、储油柜、瓷套、器身、一次端子、油箱及变压器油等组成：膨胀器由通过冲压的一定数量的不锈钢片焊接而成，为补偿油温变化而引起的体积变化及实现全密封。LAB6-35W型油纸链形绝缘正立式电流互感器器身瓷套铭牌放油阀二次出线盒变压器油储油柜一次出线端子膨胀器特点：链形绝缘、带金属膨胀器全密封。局放量低、介质损耗因数稳定且长期运行不升高。密封可靠、运行寿命长。b.电容型绝缘：油纸电容型绝缘电流互感器.该类产品同样由膨胀器、储油柜、瓷套、器身、一次、二次绕组、铁芯、油箱及变压器油等组成，该类产品绝缘由高压电缆纸和变压器油混合构成。为尽量均匀电场，在高压电缆纸间设置一定数量的电屏，电屏由打孔铝箔和不打孔铝箔制成，电屏同其间绝缘一起组成电容，靠近一次绕组部分同一次绕组相连，最外电屏即末屏运行中接地。特点：油纸电容绝缘、带金属膨胀器全密封;局放量低;电场分布均匀、工作场强低;二次可任意组合，精度高、带负载能力强;工作重心低、抗地震能力强。其缺点是一次导体长,发热量较大，散热不好．动稳定性能不好。L1L1L2L2串联并联末屏末屏(3)电流互感器末屏引出结构方式二次接线板引出绝缘小瓷套引出(2)倒立式（二次绕组在产品上部）结构特点：其一次绕组贯穿于二次线圈(含二次绕组和铁心)组成的器身,置于互感器顶部油箱中,油箱上部装有不锈钢的金属膨胀器作为油补偿器，二次线圈外部有铝屏蔽罩壳,可以控制电场分布，二次引线穿过铝管引至下部底座的出线盒。壳体为铸铝件制成，起散热及一次出线作用。瓷套采用高强瓷烧制而成，起外绝缘爬电及油容积作用；绝缘全包在二次绕组上，采用高强电缆纸及半导体纸组成电容型绝缘结构，同一次绕组一起位于上部壳体内。特点：油纸电容绝缘、带金属膨胀器全密封;局放量低、介质损耗因数小且稳定;抗动、热稳定能力强;电晕小、一次端子拉力水平高;铸铝壳体、外观免维护。1-膨胀器罩2-头部（铝壳）3-吊攀5-瓷套4一次接线端9-高压绝缘8-一次绕组7-二次绕组和铁心6-金属膨胀器10-油腔11-二次接线盒SF6气体绝缘电流互感器特点：绝缘水平高、复合空心绝缘子防污闪。结构可靠、抗运输、地震能力强.动、热稳定电流大。抗弯能力强、一次端子拉力水平高。密封好、泄露率低、微水含量小且运行稳定。带负载能力强，可满足电力系统不同保护需求。LVQB-252W型SF6气体绝缘电流互感器防爆装置躯壳二次绕组组件盘式绝缘子屏蔽罩外绝缘引线屏蔽管底座SF6密度控制器二次接线盒SF6气体一次接线端子接地板电容型干式电流互感器特点：采用电容芯子绝缘，外形轻巧、便于安装。电场分布均匀，局放量小、介质损耗因数小。无油、无瓷、无气，防污闪能力强，适应环境能力强。不存在爆炸隐患、安全无渗漏体积小、重量轻。工作重心低、抗地震能力强。LRGBJ1-110W电容型干式电流互感器一次接线端子P1P2连接罩伞群均压罩外壳二次出线盒吊攀一次绕组铭牌二次绕组底座瓦座案例1：电流互感器的末屏接地不良某变电站对110kV电容型电流互感器进行预防性试验，在测量末屛绝缘电阻时，观察绝缘电阻表，发现指针来回晃动，对末屛进行放电，无“火花”或“放电”声，初步判断电流互感器末屛内部接触不良。在测量一次绕组对末屛主绝缘电容量（Cx）和介损（tanδ）时，其电容量（Cx）与铭牌电容量（Cn）的误差及介损（tanδ）值均超过标准。将电流互感器解体，发现电流互感器末屛与末屛套管连接处已“碳化”。分析原因，在每次试验测量末屛绝缘电阻和介损时，将末屛接地解开都是解开“末屛端”，长期这样导致末屛套管穿芯螺杆松动，内部引线扭曲变形，末屛与末屛套管接触不良。将电流互感器修理后进行试验，末屛绝缘电阻、介损均合格。何谓悬浮电位?试说明悬浮放电危害（二）互感器运行维护基本要求：1.互感器的各个二次绕组（包括备用）均必须有可靠的（保护）接地，应为一点接地。2.互感器的所有接地端子应与没备底座可靠连接，设备底座应通过专用端子用两根接地引下线与接地网不同点可靠连接。3.运行中全密封油浸式互感器应有油位指示，且指示应正常。4.气体绝缘互感器运行中气体压力指示应保持在制造厂规定范围内。5.电容型电流互感器末屏必须可靠接地。禁止出现接地开路。6.电流互感器二次侧严禁开路，备用的二次绕组也应短路接地。电流互感器运行中二次回路为什么不允许开路？电流互感器经常用于大电流的条件下，同时由于电流互感器二次回路所串连的仪表和继电装置等的电流线圈阻抗都很小，基本上呈短路状态，所以电流互感器正常运行时，二次电压很低。如果电流互感器二次侧断线，则电流互感器铁芯严重饱和，磁通密度高达1500高斯以上，由于二次线圈的匝数比一次线圈多很多倍，于是在二次线圈的两端感应出比原来大很多倍的高电压，这种高电压对二次回路中所有的电气设备以及工作人员的安全造成很大危险，同时由于电流互感器二次线圈开路后，将使铁芯磁通骤然饱和，造成过热而有可能烧毁，再者铁芯中产生剩磁会加大互感器误差。因此，在运行中，电流互感器二次回路不许开路。LDTVB—110W3污秽等级电压等级，kV带保护级带低功率型铁芯线圈电子式电流互感器倒立式(三)电子式电流互感器结构电子式电流互感器结构需要外接电源由于电子电路需要工作电源，一般采用了以下两种方式供电：通过接在母线上的CT获得电源；通过光纤（如传输测量数据的光纤）将光能量输送至传感器，并在传感器侧通过光电转换获得电源。全光学互感器结构光纤绝缘子高压壳体一次导体光学电流传感器(OCS)传输光纤束底座含电流信息的光信号数字输出FT3同步信号数据处理与发送模块模数转换模块LED光信号发送模块光接收与处理模块采集器毫瓦数量级的光信号采集器（B相）采集器（C相）合并器三、电流互感器测试技术（四）变比极性试验（三）直流电阻试验（二）介质损失角正切值tanδ及电容量测试（五）励磁特性试验(一）绝缘电阻测试电容式电流互感器试验试验目的及原理（一）绝缘电阻测试测试前的准备工作现场测试步骤及要求测试注意事项试验结果分析测试报告编写危险点分析及控制措施仪器设备的选择1.测试目的能有效地发现电流互感器绝缘整体受潮、脏污、贯穿性缺陷，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。末屏对地绝缘电阻的测量能有效地检测电容型电流互感器进水受潮缺陷。绝缘介质的等值电路图电力设备中绝缘材料（电介质）是不导电的物质，但并不是绝对的不导电。在直流电压作用下，电介质中有微弱的电流流过。根据电介质材料的性质、结构等的不同，这部分电流可视为由三部分电流构成。吸收电流示意图1.试验原理绝缘介质在直流电压下三个电流总和由曲线i所示，即i=i1+i2+i3，在直流电压作用下流过绝缘介质的总电流i随时间变化的曲线，通常称为吸收曲线。从吸收曲线可以看出，电容电流i1和吸收电流i2经过一段时间后趋于零，总电流i趋于i3，因此所谓绝缘电阻就是指加于试品上的直流电压与流过试品的泄漏电流之比，即:R＝U/i3式中U――加于试品两端的电压，V;i3――对应于电压U，试品中的泄漏电流uA;R――试品的绝缘电阻，MΩ;由于i3的大小取决于绝缘材料的状况，当介质受潮、老化、表面脏污或有其他缺陷（如有裂缝、灰化、气泡等）时，i3会增大，R降低。因此测量绝缘电阻是了解电力设备绝缘的最简便常用的手段之一.仪器介绍绝缘电阻表是测量绝缘电阻的专用仪器常见的绝缘电阻表根据电压等级有：500、1000、2500、5000V等几种；从使用形式上分：手摇式、电动式2.仪器设备选择2.仪器设备选择测量电流互感器主绝缘、末屏、二次绕组之间及地、一次绕组段间绝缘电阻在大修或交接试验及例行试验时，宜采用2500V绝缘电阻表。进行绝缘电阻试验的仪器—绝缘电阻表ELG放电指示灯启动开关电源开关2.仪器设备选择3.危险点分析及控制措施(1)防止高处坠落测量电流互感器一次绕组的绝缘电阻时，应尽量使用绝缘杆；使用梯子时，必须有人扶持，人在梯子上时，禁止移动梯子。《电力安全工作规程》13.1.11：在变、配电站（开关站）的带电区域内或临近带电线路处，禁止使用金属梯子。(2)防止高处落物伤人3.危险点分析及控制措施(3)防止人员触电拆、接试验接线前，应将被试互感器对地充分放电，以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。仪器操作试验人员必须站在绝缘垫上或穿绝缘鞋操作仪器。试验现场周围设封闭遮拦,挂“止步,高压危险”标示牌,作业时加强监护并执行呼唱制度。（1）了解被试品,编制作业文本（两卡等）规程、历史数据（2）测试仪器、设备准备齐全选择合适的绝缘兆欧表、温湿度计、测试线、放电棒、接地线、试验围栏等，检查绝缘兆欧表、绝缘工器具的检定证书有效期。4.测试前的准备工作检查所有安