GIS电流互感器试验原理及方法一

GIS电流互感器试验原理及方法一

共二个课时第一课电气性能试验第二课其他多种试验CT试验WSS体系图一、结构检查

铭牌、外观检查，要求字迹清晰；线圈与二次图一致，无磕碰、划伤、装配不正确等事项；极性标示及端子号正确。二、电性能试验

变比、直阻、励磁特性试验，CT线圈二次耐压3kV/1s无闪络，二次绕组对壳体、二次绕组之间绝缘电阻大于1000MΩ。试验顺序：1.先3000V耐压；2.极性变比直阻

励磁特性；3.测量线圈对地及线圈间绝缘电阻，要求≥1000MΩ。同参数线圈相比，直阻、伏安特性基本一致。

技术参数1、采用变频技术，试验电流互感器拐点电压45KV以下的励磁特性。将产品励磁电压增加10%，励磁电流相应增加50%时所对应的励磁电压值定义为拐点电压值2、测试电流互感器（包含变压器套管内CT）变比、极性。3、测试电流互感器二次绕组直流电阻。4、测试电流互感器二次回路负载。5、测试电压互感器励磁特性和变比极性。6、按IEC60044-1（GB1208-2006）、IEC60044-6（GB16847-1997）标准绘制励磁曲线和计算拐点电压/电流。7、绘制5%、10%误差曲线。8、比值差、相位差测量。9、测定CT剩磁系数、励磁电感、二次时间常数、暂态面积系数、峰值瞬时误差、准确限制系数、仪表保安系数。10、大屏幕液晶显示器，室内外均可清晰显示数据和曲线。CTC780互感器测试仪互感器的作用传递信息给测量仪表和继电保护装置及控制装置，对线路的电压、电流、电能进行测量，对电力系统和设备进行保护。使测量仪表、继电保护装置与线路高电压隔离，以保证运行人员和二次装置的安全。将线路电压与电流变换成统一的标准值，以便仪表和继电保护装置的标准化、小型化。电流互感器的分类按用途分为测量用CT和保护用CT按绝缘介质分：油绝缘（油浸式CT，实际上产品内部是油和纸的复合绝缘，多用于户外）；浇注绝缘（用环氧树脂或其它树脂为主的混合胶浇注成型的互感器，多为35kV以内）；气体绝缘（GIS中用）按电流变换原理分：电磁式CT，根据电磁原理。电子式CT，根据光电变换原理。电流互感器误差特性★电流互感器的误差特性包括电流误差（比差，用f表示）、相位差（角差，用δ表示），复合误差。★比差是指实际二次电流折算到二次回路的实际一次电流之间的差别。

★角差δ是一次电流与反转180°后的二次电流相量间的夹角，当反转后的二次电流超前一次电流时相位差为正，反之为负。

复合误差：当很大的电流流过互感器时，铁心的磁通密度很高，由于铁磁材料的非线性特征，励磁电流的波形发生畸变，引入复合误差概念。定义：当一次电流与二次电流的正符号与端子标志规定相一致时，在稳态下，两者之差的方均根值。测量用CT特点主要和测量仪表配合，在线路正常工作状态下测量电流、电能。（1）绝缘可靠（2）有足够高的精度（3）被测线路故障时应很快饱和准确级定义：在额定电流下所规定的最大允许电流误差百分数表示。标准准确级有：0.1、0.2、0.5、1、3、50.2S和0.5S级特殊用途电流互感器，特别是和特殊电表相连接。这些电表在电流为50mA~6A之间，即在额定电流5A的1%~120%之间的某一电流下能作准确测量。保护用CT特点主要与继电保护装置进行配合，在线路发生短路过载故障时，向继电器提供信号，开断CB。（1）绝缘可靠（2）有较高的精度（3）有好的热稳定性和动稳定性准确级：以该准确级在额定准确限制值一次电流的最大允许复合误差的百分数表示。保护用CT的标准准确级有5P、10P。

具有暂态保护作用的CT随着电力系统容量的增加和电压的增高，要求继电保护动作时间越来越短，要在尽可能短的时间内切断故障电流。如在500kV超高压电网中，一般都设有快速继电保护装置，其动作时间约在30ms以内。当系统发生短路故障时，保护装置应在30ms之内动作，在在这样短的时间里，短路电流还处在暂态工作状态中，系统容量越大，暂态过程的时间越长。影响CT暂态特性的因素主要有：铁心饱和和剩磁。具有暂态保护用CT的四种类型：TPX、TPY、TPZ、TPS。TPY：剩磁不超过饱和磁通的10%，铁心有一定的气隙，误差限值稍大一些。电流互感器的电气性能★电流互感器的性能有：误差特性、绝缘特性、热特性和力学特性。1电流互感器的作用电流互感器是一种将高压电气系统中的大电流变换为小电流的变换器，它的一次绕组串联在高电压系统的一次回路内，二次绕组与二次设备中的测量仪表、继电器的电流线圈串联。电流互感器的电气性能2电流互感器的工作原理当一次电流I1流过电流互感器一次绕组时，建立一次磁动势I1N1（N1为一次绕组匝数），又称一次安匝，一次磁动势分为两部分，其中一小部分用于励磁，称为励磁磁通势（I0N1），它是励磁电流I0与一次绕组匝数的乘积，另一部分用来平衡二次绕组所建立的二次磁动势I2N2。用来平衡二次磁通势的这一部分一次磁动势的大小与二次磁通势相等但方向相反。电流互感器磁通势的平衡方程为：

I1N1=I0N1+（-I2N2）=I0N1-I2N2电流互感器的电气性能电流互感器的工作原理图电流互感器的电气性能

在理想情况下，磁动势平衡方程I1N1+I2N2=0，但实际状态是，要使电磁感应这一能量转换形式存在，就必须持续供给铁心一个励磁磁动势I0，磁动势平衡方程就变I1N1+I2N2=I0N1，由此可见，励磁磁动势的存在，是电流互感器误差产生的主要原因。

电流互感器的电气性能3电流互感器的绝缘特性电流互感器在运行中要长期承受电力系统工作电压的作用，因此，一定要按系统最高工作电压来要求互感器的绝缘性能，衡量绝缘性能的指标有：局部放电水平、介质损耗因数，对于油浸式互感器，还要对变压器油的性能做规定。户外型互感器还考虑外绝缘（瓷套）的标称爬电比距。

电流互感器的电气性能4电流互感器的热特性和力学特性★热特性：指长期正常工作时的发热特性，即温升要求和短路电流流过时的短时发热特性，其衡量指标是额定连续热电流和连续电流下的温升限值。★力学特性：就是动稳定性，用额定动稳电流来衡量。★一般情况下认为额定动稳电流（峰值）是额定短量热电流（有效值）的2.5倍。电流互感器的出厂试验★二次绕组短时工频耐压试验（3kV/1min）★二次绕组匝间绝缘试验（4.5kV/1min）★一次绕组段间短时工频耐压试验（3kV/1min）★一次绕组工频耐压试验★直阻测试、伏安特性测试、绝缘电阻测试★出线端子标志检验（减极性）★误差试验★局部放电试验★介质损耗测量（适用于油式、干式互感器）★密封性试验★水份测量电流互感器的试验方法1电流互感器极性判定方法常用的有：直流法★直流法：直流法在测定极性时，方便准确，最为常用。用一块低量程电流表和1.5V的干电池，接线图如图4所示。一次侧接入一只按钮开关S，二次侧接入电流表，当按下按钮开关时，一次侧电路接通，电流表指针向正向摆动，按钮开关断开时，电流表指针向反向摆动，则为减极性，反之则为加极性。

电流互感器的试验方法★直流法接线图电流互感器的试验方法2二次绕组短时工频耐压试验将试验电压由零开始增加，加到规定试验电压3kV后，持续1min。若无击穿现象，则试验合格。★试验方法：试验电压加于各二次绕组间及二次绕组对地间。★一次绕组段间短时工频耐压试验的方法同样。电流互感器的试验方法3二次绕组匝间绝缘试验二次绕组接一台高阻抗峰值电压测量装置，对一次绕组施加额定一次电流，持续1min，如果在达到其额定一次电流前，试验电压已达到4.5kV，则应限制施加的电流。★试验仪器：标准电流互感器、峰值电压表、电流表、升流器、调压器。电流互感器的试验方法匝间绝缘试验线路图电流互感器的试验方法4直阻测试测试工具：直流电阻速测仪或电桥验收标准：同规格、同批次、同型号的电流互感器直流电阻和平均值差异不宜大于10%。5绝缘电阻测试测试工具：2500V兆欧表要求值：不小于1000MΩ电流互感器的试验方法6保护级电流互感器伏安特性试验伏安特性试验的目的是检查互感器铁芯的质量，通过鉴别磁化曲线的饱和程度，来判断互感器的绕组有无匝间短路的缺陷。

★验收标准：一般情况下，不应与出厂试验值相差30%。当电流互感器为多抽头时，可在使用抽头或最大抽头上测量。电流互感器的试验方法伏安特性接线原理图电流互感器的试验方法伏特性曲线形式线性坐标对数坐标电流互感器的试验方法7一次绕组工频耐压试验试验设备：工频试验变压器试验要求：110kV产品—230kV

220kV产品—460kV

330kV产品—510kV

500kV产品—740kV现场测试：可按出厂试验电压的80%进行。电流互感器的试验方法8密封性试验年漏气率<0.5%(仅对SF6产品)9水份测试出厂内控值<150×10

V/V

出厂值<250×10V/V

运行值<500×10V/V电流互感器的试验方法10局部放电试验试验要求:局部放电试验应在所有绝缘试验完毕后进行,将电压上升到预加电压值持续10秒,降低电压到测量电压持续1分钟以上,读取示值,然后降低电压到零。★110kV产品：126kV时，≤10pC88kV时，≤5pC★220kV产品：252kV时，≤10pC175kV时，≤5pC电流互感器的试验方法11电容量和介质损耗试验★绝缘材料的介质损耗是指在交流电压的作用下，绝缘材料所产生的电能损耗，而绝缘材料品质的优劣是不能用电能损耗的大小来表示的，只能用电能损耗角的正切值tgδ来表示。★使用仪器：高压电桥、高压电容。★试验方法：试验电压加在一次绕组端子与地之间，短接二次绕组端子、外壳接电桥的屏蔽。电流互感器的试验方法★电容量和介质损耗试验应在一次绕组工频耐压试验后进行。★电流互感器介质损耗测量要求：10kV和Um/√3kV的测量电压下，tgδ≤0.004；对于Um≥252kV的电流互感器，在0.5Um/√3到Um/√3的测量电压下，tgδ测量值的增值不应大于0.001。★对于电容型绝缘结构的地屏（末屏），在测量电压3kV下，tgδ≤0.02。电流互感器的试验方法★介质损耗因数测试的目的及意义介质损耗因数可以发现受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气泡的游离、绝缘分层、脱壳、绝缘有脏污、绝缘劣化、老化等缺陷。电流互感器的试验方法12误差试验★

用于测量电流互感器误差的校验仪是应用在工作电流下测量电位差的原理。将标准电流互感器T0的二次电流作为工作电流，被试电流互感器TX相对于T0的二次电流差ΔI2作为被测小电流ΔI，通过电阻RΔ转换为被测电位差ΔU，再经过采样和保持电路，在两个不同时刻分别对误差电压的同相分量和正交分量进行采样，然后作以运算，采用数字显示得到被测互感器相对于标准互感器的误差数据。电流互感器的试验方法★电流互感器误差检测所使用的仪器主要有：负载箱、电流互感器校验仪、电流互感器标准、升流器、调压器等。★GB1208—2006电流互感器规定：误差试验时，下限负荷取额定负荷的25%。

JJG1021—1997电力互感器要求：除非用户有要求，二次额定电流5