电压电流互感器的试验方法

1、z.电压电流互感器的常规试验方法一、电压、电流互感器的概述典型的互感器是利用电磁感应原理将高电压转换成低电压， 或将大电流转换成小电流，为测量装置、保护装置、控制装置提供合适的电压或电流信号。电力系统常用的电压互感器，其一次侧电压与系统电压有关，通常是几百伏几百千伏，标准二次电压通常是 100V100V 和100V/100V/两种； 而电力系统常用的电流互感器， 其一次侧电流通常为几安培几万安培，标准二次电流通常有 5A5A、1A1A、0.5A0.5A 等。1.1.电压互感器的原理电压互感器的原理与变压器相似， 如图 1.11.1 所示。 一次绕组 （高压绕组）和二次绕组（低压绕组）绕在同一个

2、铁芯上，铁芯中的磁通为中。根据电磁感应定律，绕组的电压 U U 与电压频率 f f、绕组的匝数 W W 磁通中的关系为：图 1.11.1 电压互感器原理z.2.2. 电流互感器的原理在原理上也与变压器相似， 如图 1.21.2 所示。 与电压互感器的主要差别是：正常工作状态下，一、二次绕组上的压降很小（注意不是指对地电压），相当于一个短路状态的变压器，所以铁芯中的磁通中也很小，这时一、二次绕组的磁势 F F（F=IWF=IW 大小相等，方向相反。即电流互感器一、二次之间的电流比与一、二次绕组的匝数成反比。图 1.21.2 电流互感器的原理3.3.互感器绕组的端子和极性电压互感器绕组分为首端和尾

3、端，对于全绝缘的电压互感器，一次绕组的首端和尾端可承受的对地电压是一样的，而半绝缘结构的电压互感器，尾端可承受的电压一般只有几 kVkV 左右。常见的用 A A 和 X X分别表示电压互感器一次绕组的首端和尾端，用 a a、x x 或 P1P1、P2P2 表示电压互感器二次绕组的首端或尾端；电流互感器常见的用 L1L1、L2L2z.分别表示一次绕组首端和尾端，二次绕组则用 K1K1、K2K2 或 S1S1、S2S2 表示首端或尾端，不同的生产厂家其标号可能不一样，通常用下标 1 1 表示首端，下标 2 2 表示尾端。当端子的感应电势方向一致时，称为同名端；反过来说，如果在同名端通入同方向的直流

4、电流，它们在铁芯中产生的磁通也是同方向的。标号同为首端或同为尾端的端子而且感应电势方向一致，这种标号的绕组称为减极性， 如图 1.3a1.3a 所示， 此时 A-aA-a 端子的电压是两个绕组感应电势相减的结果。在互感器中正确的标号规定为减极性。4.4.电压互感器和电流互感器在结构上的主要差别(1)(1) 电压互感器和电流互感器都可以有多个二次绕组，但电压互感器可以多个二次绕组共用一个铁芯，电流互感器则必需是每个二次绕组都必需有独立的铁芯，有多少个二次绕组，就有多少个铁芯。(2)(2) 电压互感器一次绕组匝数很多，导线很细，二次绕组匝数较少， 导线稍粗； 而变电站用的高压电流互感器一次绕组只有

5、 1 1 到 2 2 匝,导线很粗，二次绕组匝数较多，导线的粗细与二次电流的额定值有关。(3)(3) 电压互感器正常运行时，严禁将一次绕组的低压端子打开，严禁将二次绕组短路；电流互感器正常运行时，严禁将二次绕组开路。5.5.电压互感器型号意义第一个字母：J J 一电压互感器。第二个字母：DLDL 单相；S S 一三相；C C 一串级式；WFWF 五铁芯柱。第三个字母：干式，J J 一油浸式；C1C1 瓷绝缘；Z Z 一浇注绝缘；R R 一z.电容式；s s 一三相；Q-Q-气体绝缘第四个字母：M M 五铁芯柱；B B 一带补偿角差绕组。连字符后的字母：G+G+高海拔地区使用；THPTHP 湿热

6、地区使用。6.6.电流互感器的型号意义电流互感器的型号由字母符号及数字组成，通常表示电流互感器绕组类型、绝缘种类、使用场所及电压等级等。字母符号含义如下：第一位字母：1_1_电流互感器。第二位字母：M M 母线式（穿心式）；Q Q 线圈式；Y Y 低压式；D D-一单匝式；F F多匝式；A穿墙式；R R装入式；C C-一瓷箱式；Z Z支柱式；V V倒装式。第三位字母： K K 塑料外壳式； Z Z 浇注式； W W 户外式； G G改进型； C C瓷绝缘；P P中频；Q Q气体绝缘。第四位字母： B B 过流保护； D D-一差动保护； J J接地保护或加大容量；S S-一速饱和；Q Q 加强

7、型。字母后面的数字一般表示使用电压等级。例如：LMJ0.5SLMJ0.5S 型，表示使用于额定电压 500V500V 及以下电路，塑料外壳的穿心式 S S 级电流互感器。LALA1010 型，表示使用于额定电压 10kV10kV 电路的穿墙式电流互感器。二、电压、电流互感器试验步骤电压互感器和电流互感器共有的试验项目z.1.1.绝缘电阻测量(1)(1) 试品温度应在 10-40C10-40C 之间；(2)(2) 用 2500V2500V 兆欧表测量，测量前对被试绕组进行充分放电；(3)(3) 试验接线：电磁式电压互感器需拆开一次绕组的高压端子和接地端子，拆开二次绕组，；测量电容式电压互感器中间

8、变压器的绝缘电阻时，须将中间变压器一次线圈的末端(通常为 X X 端)及 C2C2 的低压端(通常为 3)3)打开，将二次绕组端子上的外接线全部拆开，按图 2.12.1 接好试验线路。电流互感器按图 2.22.2 接好试验线路。a a一次只寸二次及地b b二次对一次及地c c二次之间图 2.12.1 电磁式电压互感器绝缘电阻测量接线z.图 2.22.2 电流互感器绝缘电阻测量接线(4)(4) 驱动兆欧表达额定转速，或接通兆欧表电源开始测量，待指针稳定后(或 60s)60s)，读取绝缘电阻值；读取绝缘电阻后，先断开接至被试绕组的连接线，然后再将绝缘电阻表停止运转；(5)(5) 断开绝缘电阻表后应

9、对被试品放电接地。关键点：a.a. 采用 2500V2500V 兆欧表测量b.b. 测量前被试绕组应充分放电c.c. 拆开端子连接线时，拆前必须做好记录，恢复接线后必须认真检查核对d.d. 当电容式电压互感器一次绕组的末端在内部连接而无法打开时可不测量e.e. 如果怀疑瓷套脏污影响绝缘电阻，可用软铜线在瓷套上绕一圈，并与兆欧表的屏蔽端连接。试验要求：a.a.与历次试验结果和同类设备的试验结果相比无显著差别；6 6o o6 6LCLCE E兆欧表a a一换对末屏b b末屏对地n6oo16oo1L LGEGE吉兆欧表GOOGOOLGLGE E兆欧表末屏JHZz.b.b. 一次绕组对二次绕组及地应大

10、于 10001000 辎，二次绕组之间及对地应大于 10MQ10MQ。c.c. 不应低于出厂值或初始值的 70%;70%;d.d. 电容型电流互感器末屏绝缘电阻不宜小于 1000/;1000/;否则应测量其tan3tan3。2.2.绕组直流电阻测量(1)(1) 对电压互感器一次绕组，宜采用单臂电桥进行测量；(2)(2) 对电压互感器的二次绕组以及电流互感器的一次或二次绕组，宜采用双臂电桥进行测量，如果二次绕组直流电阻超过 10Q,10Q,应采用单臂电桥测量；(3)(3) 也可采用直流电阻测试仪进行测量，但应注意测试电流不宜超过线圈额定电流的 50%50%以免线圈发热直流电阻增加，影响测量的准确

11、度。(4)(4) 试验接线：将被试绕组首尾端分别接入电桥，非被试绕组悬空，采用双臂电桥(或数字式直流电阻测试仪)时，电流端子应在电压端子的外侧，见图 2.4;2.4;(5)(5) 换接线时应断开电桥的电源，并对被试绕组短路充分放电后才能拆开测量端子，如果放电不充分而强行断开测量端子，容易造成过电压而损坏线圈的主绝缘， 一般数字式直流电阻测试仪都有白动放电和警示功能；(6)(6) 测量电容式电压互感器中间变压器一、二次绕组直流电阻时，应拆开一次绕组与分压电容器的连接和二次绕组的外部连接线，当中z.间变压器一次绕组与分压电容器在内部连接而无法分开时，可不测量一次绕组的直流电阻。图 2.42.4 直

12、流电阻测量接线关键点：a.a.测量电流不宜大于按绕组额定负载计算所得的输出电流的 20%20%b.b. 当线圈匝数较多而电感较大时，应待仪器显示的数据稳定后方可读取数据，测量结束后应待仪器充分放电后方可断开测量回路。c.c. 记录试验时环境温度和空气相对湿度；d.d. 直流电阻测量值应换算到同一温度下进行比较。结果判断：与历次试验结果和同类设备的试验结果相比无显著差别。电压互感器特有的试验项目1.1.电压变比测量（包括电容式电压互感器的中间变压器）z.方法 1 1：电压表法z.待检互感器一次及所有二次绕组均开路，将调压器输出接至一次绕组端子，缓慢升压， 同时用交流电压表测量所加一次绕组的电压

13、U1U1 和待检二次绕组的感应电压 UZUZ 计算 U1/U2U1/U2 的值， 判断是否与铭牌上该绕组的额定电压比(U1n/U2n)U1n/U2n)相符，见图 3.13.1。al图 3.13.1 电压表法试验接线图方法 2:2:变比电桥法，参照仪器使用说明书进行。试验要求：与铭牌和标志相符。2.2.电磁式电压互感器介质损耗因数及电容量测量(1)(1)正接法图示的接线以 HSXJS-IIHSXJS-II 型介质损耗测试仪为例，实际接线应按所z.使用的仪器说明书进行接线CjCj育损测试仪图 3.63.6 正接法接线图正接线的特点：a.a. 测量结果主要反映一次绕组和二次绕组之间和端子板绝缘的电容

14、量和介质损耗因数；b.b. 测量结果不包括铁芯支架绝缘的电容量和介质损耗因数（如果 PTPT 底座垫绝缘就可以）；c.c. 测量结果不受端子板的影响；d.d. 试验电压不应超过 3kV3kV（建议为 2kV2kV）。（2 2）反接法高压端z.图 3.73.7 反接法接线图反接法的特点a.a. 测量结果主要反映一次绕组和二次绕组之间、铁芯支架、端子板绝缘的电容量和介质损耗因数；b.b. 测量结果受端子板的影响；c.c. 试验电压不应超过 3kV3kV(建议为 2kV)2kV)。(3)(3)末端屏蔽法图 3.83.8 末端屏蔽法接线图z.末端屏蔽法的特点:a.a. 对于串激式电压互感器，测量结果主

15、要反映铁芯下部和二次线圈端部的绝缘，当互感器进水时该部位绝缘最容易受潮，所以末端屏蔽法对反映互感器受潮较为灵敏；b.b. 对于串激式电压互感器，被测量部位的电容量很小，容易受到外部干扰；C.C.试验电压可以是 10kV;10kV;d.d.严禁将二次绕组短接。(4)(4)末端加压法末端加压法的特点：a.a. 不用断开互感器的高压端子，试验中将高压端接地；b.b. 测量结果主要是反映一、二次线圈间的电容量和介质损耗因数，不包括铁芯支架的电容量和介质损耗因数；c.c. 由于高压端接地，外部感应电压被屏蔽掉，所以这种方法有较强的抗干扰能力；d.d. 测量结果受二次端子板绝缘的影响；e.e. 试验电压不

16、宜超过 3kV;3kV;f.f. 严禁将二次绕组短接。z.图 3.93.9 末端加压法接线图图 3.103.10 测量支架的介质损耗因数(5)(5)串激式电压互感器支架介质损耗因数的测量测量接线见图 3.10,3.10,互感器放置于绝缘垫上。由于支架的电容量很小，通常只有几十 PF,PF,所以要求介损测量仪应有相应的测量范围。试验要求及结果判断：a.a. 采用末端屏蔽法和末端加压法时，严禁将二次绕组短接。b.b. 串级式电压互感器建议采用末端屏蔽法，其他试验方法与要求白行规定；c.c. 前后对比宜采用同一试验方法；d.d. 交接时，35kV35kV 以上电压互感器，在试验电压为 10kV10k

17、V 时，按制造厂试验方法测得的介损不应大于出厂试验值的 130%;130%;e.e. 支架介损一般不大于 6%;6%;f.f.与历次试验结果相比，应无明显变化；g.g.绕组 tg3tg3 不应大于规程规定值。z.电流互感器特有的试验项目1.1.变比试验方法 1:1:电流法由调压器及升流器等构成升流回路，待检 TATA 一次绕组串入升流回路；同时用测量用 TA0TA0 和交流电流表测量加在一次绕组的电流 IIII、用另一块交流电流表测量待检二次绕组的电流 I2I2，计算 I1/I2I1/I2 的值,判断是否与铭牌上该绕组的额定电流比（I1n/I2nI1n/I2n）相符。见图 4.14.1图 4.

18、14.1 电流互感器变比测量接线图图 4.24.2 电压法z.方法 2:2:电压法待检 CTCT 一次绕组及非被试二次绕组均开路，将调压器输出接至待检二次绕组端子，缓慢升压，同时用交流电压表测量所加二次绕组的电压 U2U2、用交流毫伏表测量一次绕组的开路感应电压 U1,U1,计算 U2/U1U2/U1的值，判断是否与铭牌上该绕组的额定电流比（I1n/I2nI1n/I2n）相符。方法 3:3:电流互感器变比测试仪（互感器伏安特性测试仪），按说明书操作。注意事项：方法 1:1:测量某个二次绕组时，其余所有二次绕组均应短路、不得开路，根据待检 CTCT 的额定电流和升流器的升流能力选择量程合适的测量

19、用 CTCT 和电流表；方法 2:2:二次绕组所施加的电压不宜过高，防止 CTCT 铁心饱和方法 3:3:测量某个二次绕组时，其余所有二次绕组均应短路、不得开路，根据待检 CTCT 的额定电流和升流器的升流能力选择合适的测量电流。结果判断：与铭牌和标志相符。2.2.正立式电容型电流互感器介质损耗因数及电容量测量测量接线见图 4.24.2。z.图 4.24.2 正立式电流互感器介质损耗测量接线3.3.倒立式电流互感器介质损耗因数及电容量测量(1)(1) SF6SF6 绝缘电流互感器不要求测量介质损耗因数；(2)(2) 当二次绕组的金属罩和二次引线金属管内部接地而零屏外引接地时只能采用反接法进行测

20、量；(3)(3) 当二次绕组的金属罩和二次引线金属管与零屏同时外引接地时优先采用正接法进行测量。判断二次引线金属罩是否在内部接地的方法：如果用正接法测出的电容量比反接法测出的电容量小很多，就说明二次引线金属管已在内部接地。注意事项及结果判断：a.a. 本试验应在天气良好，试品及环境温度不低于+5C5C 的条件下进行；b.b. 测试前，应先测量绕组的绝缘电阻；c.c. 测量时应记录空气相对湿度、环境温度；d.d. 与历次试验结果和同类设备的试验结果相比无显著差别；z.e.e. 绕组 tan3tan3 不应大于规程规定值；f.f. 当测量电容型电流互感器末屏 tan5tan5 时，其值不应大于 2

21、%2%4.4. 一次绕组交流耐压试验将二绕组短接并与外壳连接后接地，在一次侧加压。采用调压器及串联谐振装置的试验接线见图 4.34.3。图 4.34.3 电流互感器一次绕组交流耐压试验注意事项：a.a. 耐压试验前确认试品绝缘电阻合格；b.b. 充油和充气互感器必须静置规定的时间（通常安装后应静止 2424 小时以上）；c.c. 绝缘油试验合格；d.d. 气体试验合格，而寸压在额定气压下进行e.e. 耐压试验前后，应检查有否绝缘损伤；1T1-电容器电压濯址z.f.f. 外施交流耐压试验电压的频率应为 45-65H/45-65H/g.g. 交流耐压试验时加至试验标准电压后的持续时间，凡无特殊说明

22、者，均为 1min;1min;h.h. 外施耐压试验的电压值应在高压侧进行测量，并应测量电压峰值(试验电压为峰值/);i.i. 测量时应记录空气相对湿度、环境温度；j.j. 拆开试验设备高压引线，测试被试绕组对其他绕组及地绝缘电阻，并与耐压前测试值比较，耐压后绝缘电阻不应降低。k.k. 试验结束后应对被试品放电接地。试验要求：a.a. 试验过程不应发生闪络、击穿现象；b.b. 外施耐压试验前后，绝缘电阻不应有明显变化。5.5.励磁特性(伏安特性)曲线(1)(1) 待检 CTCT 一次及所有二次绕组均开路；(2)(2) 将调压器或试验变压器的电压输出高压端接至待检二次绕组的一端，待检二次绕组另一端通过电流表(或毫安表，视量程需要)接地、试验变压器的高压尾端接地，见图 4.4;4.4;(3)(3) 接好测量用 PTPT 电压表；(4)(4) 缓慢升压，同时读出并记录各测量点的电压、电流值。(5)(5) 依次测量其他二次绕组的励磁特性曲线。z.图 4.44.4 励磁特性测量注意事项：a a.试验时应先去磁（可加交流电压平缓升降几次），然后将电压逐渐升至励磁特性曲线的饱和点即可停止；b b.如果该绕组励磁特性的饱和电压高于 2kV,2kV,则现场试验时所施加的电压一般应在 2kV2kV 截止，避免二次绕组绝缘承受过高电压；c c.试验时记录点的选择