简易电流互感器极性测试仪研究

黄传颂

（广东电网有限责任公司惠州供电局，广东 惠州 516000）

摘 要：电流互感器作为电力系统中的重要元件，对于电流信息的测量、转换和传递起着重要的作用。电流互感器具有一次线圈和二次线圈，一次线圈测量高压系统的电流数据，然后通过电磁感应将信息传递到二次，使得在继电器及仪表中的二次回路与一次高压系统中的电流系统保持隔离。习惯使用5A或等于1A两种标准的二次电流值作为二次系统的额定电流。电流互感器的极性在实际的应用过程中很重要，因为极性决定了电流保护的采样正确与否，尤其是在10kV及以下系统中，电流保护作为供电线路的主保护，一旦极性错误，就有可能导致保护不能正确动作，进而威胁到电网的安全稳定运行。所以必须正确理解电流互感器极性的意义和其测量方式。

关键词：电力系统；电流互感器；极性

1 电流互感器重要性及原理

1.1 电流互感器的重要性

电流互感器作为电力系统中的重要元件，对于电流信息的测量、转换和传递起着重要的作用，电流互感器具有一次线圈和二次线圈，一次线圈测量高压系统的电流数据，然后通过电磁感应将信息传递到二次，使得在继电器及仪表中的二次回路与一次高压系统中的电流系统保持隔离，我们习惯使用5A或等于1A两种标准的二次电流值作为二次系统的额定电流。电流互感器的极性在实际的应用过程中很重要，因为极性决定了电流保护的采样正确与否，尤其是在10kV及以下系统中，电流保护作为供电线路的主保护，一旦极性错误，就有可能导致保护不能正确动作，进而威胁到电网的安全稳定运行。所以必须正确理解电流互感器极性的意义和其测量方式。

1.2 电流互感器工作原理

电流互感器原理和我们电力系统中的变压器一样，也是依据电磁感应原理，所不同的是，电流互感器的工作环境更趋近于理想化，一次侧和二次侧之间的能量交换不多，更多的是测量功能。电流互感器从理论上来说，它的组成部分包括铁芯、接线端子、一次绕组、绝缘室、二次绕组等。SF6型电流互感器是很常用的，它的工作原理是串接在电路中，实际高压电流从一次绕组流过，通过电磁感应，二次侧将产生感应电流，在二次绕组中串入各个测量仪表以及保护回路。工作中的电流互感器，它的二次回路严禁开路。这是由于电流互感器的工作性质决定的，电流互感器所接的二次负载很小，也就是说电流互感器的工作状态几乎接近短路，反映在数据上，就是电流互感器的额定容量很小，一般在几十伏安。在实际的电力设备中，电流互感器因为工作作用的不同可以分为保护绕组、测量绕组、计量绕组、故障录波绕组等；按照绝缘介质的不同又分为注油电流互感器和电流SF6互感器；按照准确度等级的不同又分为TPS、TPY、P、0.1、0.5等不同级别。

2 研究内容

2.1 现状分析

目前继保班组在现场进行CT极性测试时，采用的主要方法是短接干电池，使一次侧通过电流，二次侧将万用表的电流档串入系统。也就是干电池法测量电流互感器的极性。具体的操作方法是，检测极性时，模拟电流和互感器一次侧流过电流，分别短接干电池的两端到电流互感器的一次侧；将指针式电流表的两端分别接到电流互感器二次输出端。通过短接干电池的瞬间，仪表指针正偏或者反偏来判断电流互感器极性的正确与否。

该种方法存在的问题：①变压器线圈具有很大的电感，故使用常规的小容量电池，显示不明显；②短接干电池两端存在较大风险；③短接干电池时，干电池快速放电，寿命很短；④需要现场临时接线，操作复杂，接线杂乱，不可靠；⑤数字式万用表的读数一闪而过，不易判断极性接线是否正确。

2.2 研究的必要性

为了解决上述问题，降低工作过程中的风险，方便继保班组进行极性测试工作，需要研究制作一种新型简易的电流互感器极性测试装置。

2.3 主要研究内容

迫切需要研究制作一种新型简易的电流互感器极性测试装置，方便继保班组进行极性测试工作。项目采用的技术原理如图1所示。

图1 技术原理

简易电流互感器极性测试仪输出两组接线，分接到电流互感器的二次接头以及穿过二次线圈。在测试仪下按下测试按钮，在电路导通的瞬间，通过双偏电流表的指向，即可以确认电流互感器的极性是否正确。

技术关键点及创新点：如图2所示，简易电流互感器极性测试仪的技术关键点在于利用“直流感应法”，在电路到通的瞬间，通过双偏电流表的指向，即可以确认电流互感器的极性是否正确，并且通过保护电阻R1和保护电阻R2的设置，调节了电路的电流，一方面，使测量更灵敏；另一方面，也保护了元器件安全。

2.4 预期成果

克服常规的小容量电池，显示不明显的问题。它主要是通过调节电路内电阻值，来可以改变电流值，这样可以将电流值调至我们需要的量；

克服了短接干电池两端存在较大风险的问题。实际工作中无需短接干电池，我们还在电路内设有热敏电阻，用以保护电路不出现过流问题；

克服了短接干电池时，干电池快速放电，寿命很短的问题。在进行测量时，无需短接干电池，使钮即可，既简便又不容易出错。

克服了数字式万用表的读数一闪而过，不易判断极性接线是否正确的问题。实际工作中，采用双偏式电流表，使极性方向一目了然。干电池放电电流减小、稳定，延长电池使用寿命。

克服需要现场临时接线，操作复杂，接线杂乱，不可靠的问题。测量电流互感器极性时，只需要操作一个按

图2 技术创新点

3 应用前景

（1）可以应用于电力系统的设备验收检查工作，减少复杂接线的等步骤，降低工作过程中的风险，方便继保班组进行极性测试工作；

（2）可以作为经验分享和培训学习的工具，提高运行、班组人员设备运行维护水平，提高二次设备安全稳定运行水平；

（3）可以作为设备健康水平的反应，用于事故事件缺陷原因的确定；

（4）工作过程中只需要一人操作即可，提高了人机功效。

参考文献：

[1]武琼,宁国丽,王志远,等.一种新型电流互感器极性测试仪的研制[J].电气技术,2015,(9):86-88.

[2]李旭,黄继东,倪传坤,等.不同电流互感器混用对线路差动保护的影响及对策的研究[J].电力系统保护与控制,2014,(3): 141-145

中图分类号：TM452

文献标志码：A

文章编号：2096-2789（2017）02-0103-02