精密电流互感器技术条件.doc

精密电流互感器技术条件中华人民共和国专业标准ZBY907-82精密电流互感器技术条件国家仪器仪表工业总局批准中华人民共和国专业标准UDC精密电流互感器技术条件ZBY097-821 适用范围本标准适用于交流频率为50Hz，额定电压为35kV及以下，供实验室使用，不直接与电力系统连接的0.01级-02级精密电流互感器。2 技术要求2.1 正常工作环境条件2.1.1 环境温度为+5+40相对湿度不超过90%(25时)；海拔高度不超过1000m。2.1.2 电源的波形应为正弦波，其波形的畸变系数不大于5%，频率的变化范围应在500.5Hz以内。2.1.3 使用场所无严重影响电流互感器绝缘的有害气体和其它有害介质。2.1.4 使用场所无严重的震动和颠簸。2.1.5 使用场所不应有与工作无关的外界强电磁场。2.2 额定值及性能要求2.2.1 额定电压电流互感器的额定电压应符合下列数值：0.5；1；3；6；10；15；20；35kV。2.2.2 额定一次电流电流互感器的额定一次电流应符合下列数值：0.1；0.15；0.2；0.25；0.3；0.4；0.5；0.75；1；1.5；2；2.5；3；4；5；7.5；8；10；15；20；25；30；40；50；75；80A。0.1；0.12；0.15；0.2；0.25；0.3；0.4；0.5；0.6；0.75；0.8；1；1.2；1.5；2；2.5；3；4；5；6；8；10；12；15；20；25；30；40；50kA。2.2.3 额定二次电流电流互感器的额定二次负载应符合下列数值：0.5；1；5A。2.2.4 额定二次负载电流互感器的额定二次电流应符合下列数值：5；10；15；20；25VA。负载的功率因数为0.8；1或0.81，功率因数小于1的负载应当是感性。2.2.5 准确度等级电流互感器的准确度分为：0.01；0.02；0.05；0.1；0.2级。2.2.6 量限应根据本标准第2.2.2条和第2.2.3条所规定的不同电流额定值的组合，制造为多量限电流互感器，也允许制造单量限电流互感器。2.2.7 多量限电流互感器的准确度多量限电流互感器在同一负载下的所有量限，应有相同的准确度，但对应于不同的额定二次负载，允许有不同的准确度。2.2.8 误差电流互感器的允许误差见表1。表1注：电流互感器二次负载的下限值应不低于2.5VA。对0.1级和0.2级电流互感器的实际误差曲线，不应超过表各允许误差点的联线所形成的折线范围。括号内数据在测试条件不具备的情况下暂不考核。2.2.9 变差电流互感器的允许变差见表2。表22.2.10 极性电流互感器的极性应为减极性，即当一次线圈的电流从“L1”端流入时，在二次线圈中的电流从“K1”端流入外部回路。2.2.11 工频绝缘强度一次线圈对二次线圈和接地部分之间的绝缘应能承受表3所列的工频电压，历时1分钟的试验。二次线圈对接地部分之间的绝缘应能承受工频电压为2kV，历时1分钟的试验。2.2.12 匝间绝缘强度将二次线圈(或一次线圈)开路，对一次线圈(或二次线圈)通以电流并维持一分钟，互感器内的匝间绝缘不应损坏。具体试验要求和方法按本标准第4.2.3条的规定。表3注：电流互感器的绝缘如果主要是由固体有机材料构成，工频电压试验时间应为5分钟。采用分段线圈以便通过串并联得到多种电流比的电流，互感器，其各个独立线圈之间的绝缘应能承受2kV的工频电压，历时1分钟的试验。2.2.13 温升在额定一次电流、额定二次负载下长期工作时，电流互感器各部分的温升不应超过表4规定。2.2.14 抗颠震能力电流互感器应能承受加速度为30m/s2，冲击频率为80-120次/分钟，历时2小时的颠振试验而无损伤。2.3 一般结构要求2.3.1 接地螺栓额定电压为0.5kV的电流互感器，应有直径不小于5mm的接地螺栓；额定电压为0.5kV以上的电流互感器，应有直径不小于6mm的接地螺栓。接地螺栓应有平坦的接触表面，并在接地处有明显的接地符号“ ”或“地”字样。2.3.2 接线端子电流互感器接线端子(导杆、螺母、垫圈等)应用铜或铜合金制成，并有可靠的防腐蚀层，接线导杆的直径应不小于5mm。表4注：对准确度为0.05经受以上或额定一次电流为1000A及以上的电流互感器，在额定电流下连续工作时间可以限制为2小时。对额定一次电流为5000A及以上的电流互感器，在额定电流下连续工作的时间可以限制为20分钟。2.3.3 变换量限装置电流互感器的交换量限装置(转换开关、接插等)，应保证接触良好，接触电阻稳定，不应因其接触不良而影响产品的误差和其它性能，且变换量限装置应具有足够的机械强度和使用寿命。2.3.4 电流互感器应具有足够机械强度的便于移动的装置。2.3.5 油浸式电流互感器在适当的位置上应装有注油孔和放油阀门。对油浸式互感器的密封性能应规定在产品技术文件中。2.3.6 当电流互感器二次线圈开路电压过高(电压峰值超过250V)而危及人身和设备的安全时，要装有可靠的开路保护装置。2.3.7 母线型电流互感器应保证用户在选用合适的导线穿过时，有足够的窗孔尺寸。2.3.8 在电流互感器的外壳上，应留有封印的位置。2.4 免费更换或修理期限自制造厂发货之日起18个月内，当用户在完全遵守本标准及制造厂说明书中所规定的运输、保管及使用规则，且制造厂封印仍然完整的条件下，发现电流互感器不符合本标准的要求时，制造厂应免费给于更换或修理。3 检验规则3.1 出厂检验每台产品在出厂前，应按下列规定的项目，由国家计量机关或经国家计量机关授权，由制造厂质量管理部门进行检查及试验，合格后进行打印和加封。a.外观检查；b.密封性能试验(仅对油浸式电流互感器)；c.变压器油的绝缘强度试验(仅对油浸式电流互感器)；d.工频绝缘强度试验；e.匝间绝缘强度试验；f.线圈极性检查；g.误差试验；h.变差试验。3.2 型式试验3.2.1 新产品在正式投产以前，应进行全部型式试验；当更改结构、原材料或工艺方法而影响到本标准所规定的技术要求时，应进行部分或全部型式试验；成批生产的产品要定期进行型式试验。定期的型式试验至少每三年进行一次；成批生产的产品当生产间断后(间断的时间超过型式试验的周期)重新生产时，应进行全部型式试验。3.2.2 产品的型式试验项目除包括本标准第3.1条规定的全部出厂试验项目外，还包括：a.温升试验；(2.2.13条)b.颠震试验；(2.2.14条)c.环境温度上下限条件下的误差试验。(2.1.1条)注：如产品技术文件规定了其它补充性试验项目，则应按产品技术文件的规定，在出厂试验或型式试验中进行这些试验。3.2.3 型式试验时，应从出厂试验项目合格的批量产品中，任意抽出不少于两台的产品进行试验。如果试验结果有不合格的项目，应加倍(4台)进行试验，如加倍试验结果全部合格，则认为型式试验合格，如果仍有不合格项目，则型式试验不合格。4 试验方法4.1 总则4.1.1 电流互感器的出厂试验和型式试验，均应在装配完毕的产品上进行。4.1.2 试验电流互感器时的一般环境条件和对电源的要求应符合本标准第2.1.1-2.1.5条的规定，试验中所用的设备、测量仪器和仪表应符合有关规定的技术要求。4.2 技术性能试验4.2.1 变压器油的绝缘强度试验油浸式电流互感器中变压器油的绝缘强度试验，应按GB507-65电气用同绝缘强度测定方法的规定进行。4.2.2 工频绝缘强度试验按本标准第2.2.11条所规定的试验电压值进行。试验方法应符合GB311-64高压电气设备绝缘试验电压和试验方法中内部绝缘工频电压试验方法的有关规定。在工频绝缘强度试验前，必须根据产品技术文件对电流互感器各线圈之间和线圈对地之间的绝缘电阻加以检查。4.2.3 匝间绝缘强度试验匝间绝缘强度试验可在下列两个试验中任选一个进行。a.将二次线圈开路，并使其一端连同外壳接地，一次线圈通以额定频率的额定电流值，维持1分钟。如果在额定一次电流下，线圈(当变比系数K大于1的电流互感器为二次线圈，当变比系数K小于1的电流互感器为一次线圈)端电压的峰值超过3.5kV时，则应降低一次电流，使线圈端电压的蜂值等于3.5kV并维持1分钟。b.将一次线圈开路，并使其一端连同外壳一起接地，二次线圈通过额定频率的额定电流值，维持1分钟。如果在额定二次电流下，线圈(当变比系数K大于1的电流互感器为二次线圈，当变比系数K小于1的电流互感器为一次线圈)端电压的峰值超过3.5kV时，则应降低二次电流值，使线圈端电压的峰值等于3.5kV并维持1分钟。对多量限电流互感器，必须测量匝数最多的线圈的开路峰值电压。对装有过电压保护装置和误差补偿元件的电流互感器，在进行匝间绝缘强度试验时，可以把保护装置和补偿元件断开。注：本试验不是模仿运行时的开路状态，而只是为了表明其匝间绝缘是否良好，因此对电压和电流的波形不予规定。电流互感器在运行中二次线圈开路会引起危险，必须避免。4.2.4 线圈极性检查4.2.4.1 比较法这一试验一般可结合误差试验一起进行。这时用做比较的标准电流互感器的极性必须是已知的，被检电流互感器和标准电流互感器与校验器应按规定标记接线。通电时，如果发现误差校验器的极性指示器动作或检流计的信号过大(无极性指示器的误差校验设备)而又不是由于变比误差所致，则认为试品与标准电流互感器的极性相反。4.2.4.2 直流法按图1接线。将适当小量程的直流电流表接至试品的二次出线端，一次线圈施加2-6V直流电压。当开关闭合的瞬间，电流表的指针由零往正的方向偏转时，则线圈极性为减极性，反之为加极性。图14.2.5 误差试验4.2.5.1 主要检定设备和要求a.标准电流互感器或其它电流比例标准-其准确度等级应比被检电流互感器至少高两级，并且在检定周期内(标准互感器，或其它电流比例标准的检定周期一般规定为两年)。其误差变化不大于本身允许误差的1/3，此时，标准的误差可忽略不计。如没有符合上述要求的标准互感器，允许采用比被检高一级的电流互感器作标准，但应保证所用的标准电流互感器在检定周期内，误差变化不大于被检允许误差的1/5，且此时标准的误差值应更正到被检的误差之中。b.校验仪器或校验线路(包括交流指零仪、电流表和测差仪器)-这一部分所引起的测量误差不应大于被检电流互感器允许误差的1/10(其中线路灵敏度、最小分度值引起的测量误差分别不大于1/30,1/25)；互感器及校验仪或校验线路应远离外界强电磁场(如升流器、大电流电缆线等)，由外界强电磁场源引起的测量误差不应大于被检互感器允许误差的1/10。检定时，应采用2.5级或2.5级以上的电流表来确定互感器二次的工作电流，电流表在所有测量范围内，内阻抗应保持不变。c.电流负载箱-在额定频率为50Hz，温度为+205在，额定电流的10-120%的范围内，电流负载箱的允许误差列于表5。表5d.可调电源设备(包括电流发生器，电压调节器等可调电源设备)应保证标准互感器的二次电流之频率为500.5Hz，波形的高次谐波分量不超过5%。4.2.5.2 铁心的退磁在测量误差之前，电流互感器应进行退磁，对于不同结构型式的互感器，退磁的具体方法和要求有所不同，因此从制造厂在产品技术文件中所规定的退磁方法和要求进行退磁为宜。下面介绍的闭路退磁法仅供试验者参考。在二次线圈上接以相当于额定二次负载10-20倍的电阻，并分别在所接电阻的1、1/2、1/5、1/10倍时，对一次线圈通以工频电流，使由零增至1.2倍额定电流值，然后均匀缓慢地了至零。当对多二交线圈的电流互感器退磁时，如果各二次线圈分别交链一个铁心，则其中一个二次线圈接大负载，其余二次线圈短路。4.2.5.3 误差测量a.在测量电流互感器的误差时，可将具有相同额定变比的被检互感器与标准互感器(或比例标准)相比较，标准与被检互感器一次线圈同名测量端联结一起，二者的二次线圈相对应的同名测量端亦联结在一起，但不能直接接地。把电流互感器的一次线圈L1端和二次线圈的K1端规定为相对应的同名测量端，并使二次线圈的K1端等于或接近于地电位。用校验仪器或校验线路测量被检与标准二者误差的差值。当检定0.1级以上的电流互感器时，在较小的一次额定电流(例如1A以下)时，一次线圈应通过对称支路(见图2)或其它方法间接接地，若一次线圈不需采用接地对称支路时，则在升流器输出的任一端直接接地。图2图2中：C-可调电容箱；R-可调电位器(或可调电阻箱)；D-高输入阻抗的电压指零仪(例如电子管毫伏表)；K-开关。当调节R和C并使开关K处于适当位置至使指零仪D指示最小时，则L1接点处于接近地电位。对0.1级及以下的电流互感器，可用图3所用的校验仪器(例如HE-5)测量其误差。图3图3中，流经较差支路R的电流为标准和被检互感器二次电流之差值，变比误差调节盘F和相角误差调节盘D上的电压分别与标准互感器二次电流同相和相角90。当R上的电压为F和D上的电压所补偿时，线路达到平衡。此时，由F和D分别读出被检与标准互感器变比误差之差值和相角误差之差值。被检电流互感器之误差按下列公式计算：式中：fx和x-被检电流互感器的变比误差和相角误差；fN和N-标准电流互感器的变比误差和相角误差；fP(或P)-当电流上升和下降时，调节盘F(或调节盘D)上读数的算术平均值。对0.05级及以上的电流互感器，可用图4所示的校验线路测量其误差。图4图4中：D-指零仪，电流常数小于110-7A/mm；G-可调电导箱或电阻箱，0.2级，时间常数小于510-6S；C-可调电容箱，0.5级；r-四端钮电阻，0.1级，电阻值为0.1时，时间常数小于310-6S；T-测差变压器，两个二次线圈，构成1/2和1/9.26两个电压变化，2级，一次线圈内阻小于等于0.1，二次线圈内阻小于等于0.5(变比为1/1时)和小于等于10(变比为1/9.26时)输入阻抗大于100。G和C的电导值和电容值列于表6中。表6图4校验线路的工作原理：调节电导G和电容C使指零仪平衡时，补偿电流(Ig和Ic)等于被检和标准互感器二次电流的差值，且Ig和Ic分别与标准互感器二次电流同相和正交，因此电导G和电容C的读数分别正比例于被检与标准互感器变比误差的差值和相角误差的差值。被检电流互感器的变比误差fx和相角误差x按下列公式计算：式中：fN和N-标准电流互感器的变比误差(%)和相角误差(分)；Gp(Cp)-当电流上升和下降时，电导G(电容C)上的读数的算术平均值。其中Gp为1/，Cp为F，r为。b.在进行电流互感器的误差测量时，被检互感器的二次线圈接以产品技术条件规定的负载，对一次线圈施加额定频率的正弦波电流，在10%-120%额定一次电流范围内的任一电流值下，测得的误差结果不得超过本标准第2.2.8条的规定。具有固定一次线圈的多量限电流互感器，所有量限都应检定。当互感器的一次为穿心线匝时，在每一个额定安匝数下可以只检定一个量限。c.被检互感器误差的测量数据按表7进行化整，判断互感器是否超过允许误差时，应以化整后的数据为准。d.在检定中，当电流互感器一次线圈通有电流时，严禁断开二次回路，以免二次线圈发生危险电压和造成铁心剩磁。4.2.6 变差试验表7电流互感器的变差试验可以和误差试验同时进行，即对同一点的误差试验两次，第一次电流由小到大平稳缓慢地上升到需测电流值，第二次电流由大到小平稳缓慢地下降到同一需测电流值。两次误差读数的差值，应按本标准第2.2.9条变差允许值的1/5进行化整，且不得超过其标准中的规定。4.2.7 温升试验4.2.7.1 温升试验时，试品周围1-2m内不得有墙壁、热源、杂物以及外来幅射和气流的干扰。4.2.7.2 温升试验中，所有温度计、热电偶或电阻型温度计的测量误差应不大于0.5。4.2.7.3 环境温度的测量采用不少于三个温度计的算术平均值。温度计应均匀地分布安置在距离试品1-2m处，其高度应位于试品一半的高度，温度计的测温端各浸于容积不小于1000mi盛满油的杯内，当试品的总高度低于500mm时，需将试品垫高到300-500mm。4.2.7.4 接到被试电流互感器一次线端L1和L2的导线长度应不小于1.5m，并应选取合适的截面，使在距端子(对母线型电流互感器是距箱体)750-1000mm处的温升是403。测量线圈的出头和接触连接处的温度时，应采用酒精温度计或适当的(不受磁场影响的)热电偶或电阻型温度计，并使其测温端和测量点紧密接触。测量油顶层温度时温度计的测量端直接浸没于油面下50-100mm处。4.2.7.5 温升试验时，被试互感器相当于实际运行状态，二次线圈接以额定负载或短路，对一次线圈通以额定频率且为正弦波的额定电流持续一定的时间后切断电源。试品通电所持续的时间，一般直至被测试品各部分温度稳定为止(对干式电流互感器以出线端温度为准，对浊浸式电流互感器以油顶层温度为准。如果这些部位的温度在温升试验的后期每两小时上升不超过1，则认为试品的温度已达到稳定状态)；但对准确度为0.05级及以上或额定电流为1000A及以上的电流互感器，其通电持续时间为2小时；对额定一次电流为5000A及以上的电流互感器，其通电持续时间为20分钟。4.2.7.6 线圈平均温度的测量一般采用电阻法，但对电阻值很小的线圈可以采用热电偶法。用电阻法测量线圈平均温升时，所选用的电桥和检流计必须有足够的灵敏度，线圈的冷态和热态电阻应按同一接线同一仪器测量。切断电源后，立即测量线圈的直流电阻，由停电到测得第一个读数的时间不应超过1-2分钟，然后在8-10分钟内，每隔相等的时间(30-60秒)测定一个电阻，并依次记录为R1、R2、R3、，其后再隔5-10分钟补充测量一个参考值Rn，与此同时，记录各个测定时间t1、t2、t3，以切断电源瞬间t=0。在半对数座标纸上将R1-Rn，R2-Rn，RK-Rn和t1,t2,t3,tk的相应各点绘出，用一直线连接，其与R轴的交点即为t=0时，R0-Rn的值，由此可得切断电源瞬间的线圈电阻R0(图5)。图5线圈的平均温升按下式计算：其中：R0-切断电源瞬间线圈热电阻()；R1-冷却状态下，温度为1时的线圈电阻()；1-测量电阻R1时的周围介质温度()；2-温升试验结束时周围介质的温度()；235-铜导线温度系数的倒数。油顶层温升：式中：3-温升试验结束时油顶层温度()用热电偶法测量线圈温升时，取适当数量的热电偶分别置于被测线圈的不同部位，最后以各热电偶测得温升的算术平均值作为线圈的平均温升。4.2.7.7 对多量限电流互感器，如果有足够的理论证明某一电流量限下的温升为最高，那么在温升试验时，允许只在这一量限下做温升试验，并以这个量限下互感器各部分的温升作为多量限电流互感器的最高温升。4.2.8 颠震试验把按正常条件包装的电流互感器，无减震地直接固定在颠震试验台上，其方向应根据箱子上的符号“向”决定。颠震试验品应在垂直方向产生加速度为30m/s2，冲击频率为80-120次/分钟，历时两小时的试验。当颠震试验台的负荷不能承受时，允许使用运输模拟试验。试品经颠震试验后，应无零件松动和脱落的现象，且重复进行本标准第2.2.8条、2.2.9条、2.2.11条、2.2.12条的试验仍符合规定要求。4.2.9 环境温度上、下限条件下的误差试验将被试电流互感器置于恒温箱(或室)中，并分别使箱(或室)内温度至本标准第2.1.1条规定的上、下限环境温度(+5；+40)，恒温一定时间，待试品各部分的温度和恒温箱(或室)内的温度相同后，按本标准第4.2.5条规定的误差试验方法，分别测出被试互感器在+5和+40时的误差数值，测得的误差结果不得超过本标准第2.2.8条的规定。试验中，试品在恒温箱(或室)中恒温的时间，不同结构型式的电流互感器恒温时间不同，但最少不得少于两小时，恒温箱(或室)内温度示值误差不得超过3。对多量限电流互感器同一安匝数允许只检一个量限，求出上、下限环境温度下互感器的误差(变比误差、相角误差)与室温条件下的误差之差值，并以此差值对这一安匝数的其它量限下的室温误差进行修理，用修正后的误差来判定电流互感器在环境温度上、下限条件下工作时是否符合本标准第2.2.8条的规定。5 标志、包装、运输、保管及随机文件5.1 标志5.1.1 出线端标记a.单量限电流互感器一次线圈出线端标志：首端为L1，末端为L2。b.单量限电流互感器二次线圈出线端标志：首端为K1，末端为K2。c.采用抽头式的多量限电流互感器线圈出线端或变换量限装置的标志：首端为L1(K1)，并自一个抽头起依次标志为L2(K2)，L3(K3)，。也可以自第一个抽头起依次标志为和首端第L1(K1)之间的额定电流值。d.对于多线圈的电流互感器，应分别在各个线圈出线端标志前加注表示顺序的数字，如1L1(1K1)，2L1(2K1)，3L1(3K1)和1L2(1K2)，2L2(2K2)，3L2(3K2)，以区别之。e.母线型电流互感器和一次线圈为汇流排的互感器，可以只标注L1标记，并且使其位于互感器中心孔附近的外壳上。注：标志的字母一律用大写印刷体。5.1.2 接线标志每台多量限电流互感器，均应有接线标记，清晰地标明不同电流比的接线。对量限多、接线较复杂的电流互感器，应有不同电流比的接线标志牌和原理接线图。5.1.3 铭牌标志每台电流互感器均应有不易被腐蚀的铭牌，其上清晰地标出