关于手持式电流互感器测试仪研究

韦俊年+郭霁月

摘 要：继电保护装置的正常运行受电压互感器和电流互感器极性的直接影响，所以，相关工作人员必须熟练掌握判定和测试电压互感器、电流互感器极性的方法。传统的测试方法将会被逐步淘汰，而新型测试仪器体积大、测量过程烦琐，因此，利用CT极性的特点制作手持式CT极性测试仪，能够更有效地进行极性测试。

关键词：电流互感器；二次回路；极性判定；继电保护

中图分类号：TM452 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）20-0046-02

1 互感器极性测定原理

互感器是由电压互感器和电流互感器组成的。它是一次回路和二次回路进行交流转换的桥梁，用来向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，主要作用是反馈电气元件的正常运行情况和故障情况。互感器的作用是将一次侧回流炉的高电压和大电流变为二次回路的标准低电压（100 V）和小电流（5 A或1 A），使测量仪表和保护装置标准化、小型化。将二次设备与高电压部分隔离，并且互感器二次侧均接地，这样的方式能够保证设备和工作人员的安全。

1.1 分析和判定电流互感器极性的方法

1.1.1 电流互感器极性介绍

在一次绕组和二次绕组时，将电流互感器的极性定义为：在一次绕组和二次绕组时，同时有同极性端子通入电流时，产生的磁通方向应该是一致的。在交流回路中应用电流互感器，电流会随着时间的变化而改变方向。一次侧和二次侧的某一端在某个时刻具有相同的极性，均为负极或正极，这时，极性就被称为同名端或同极性端。

由图3中的接线方式可知，2个一次绕组的端头由A和X表示，2个二次绕组的端头由a和x表示，A和a、X和x分别是两次绕组的同极性端子。同极性端子是用A和a、X和x标注电压互感器的极性，假如仅将相对极性关系标出即可，可以将符号“。”或“*”标注在同极性端子上。楞次定律说明，当有一次性电流流入极性端子A时，二次绕组时的极性端子a就会流出感应电流。

1.2.2 判定电压互感器极性的方法

测试电压互感器极性的试验按照图4所示接线。

通过小开关S的电池正极与干电压互感器的一次侧S端相接，干电压互感器一次侧的x端则与负极相接。如果将S断开的瞬间直流毫安表指针摆动的方向为正，闭合S时，直流毫安表指针摆动的方向为负，那么，电压互感器的A，a为非同极性端，如果相反，则为同极性端。

2 极性反接对继电保护装置的影响

导致继电保护装置无法正常运行的主要原因是二次阻抗过大和电流互感器接线错误。二次阻抗和一次电流是影响电流互感器变比误差的重要因素，铁芯饱和、猛增的激磁电流和增大的变比误差都是剧增的一次电流引起的。当一次电流固定时，增大二次负荷阻抗、升高二次工作电压会增大激磁电流与电流比差，这时，电流互感器就会因为线路短路而出现过大误差，相关保护也可能因此拒动。相关规程指出，为了保证继电保护装置的可靠性，互感器电流和保护用电流不能出现10%以上的误差。电流互感器的二次负荷抗阻Z2、一次电流倍数m和电流误差三者之间的关系是由其重要技术数据10%误差曲线体现出来的。当电流互感器已知时，计算电流倍数为：

计算出电流倍数后，在曲线中找到二次负荷阻抗即可。当继电保护装置在二次负荷抗阻中的实际计算值小于规定值时，即可以保证其稳定性。由此可以说明：①在二次侧时，流经继电器线圈的电流不一定会因为电流互感器两相的极性不同而下降；②在电流互感器两相极性不同时，势必会造成短路形式下二次负荷阻抗的增大，在一定程度上会影响二次回路中有较长连接导线的地方；③如果二次负荷阻抗增大是由电流互感器两相机型不同造成的，那么，在误差允许的范围内，继电保护装置的可靠性是不会受到影响的。

3 手持式电流互感器极性测试仪

从电流互感器、单相电压互感器中引出的端子有2个，当其中的任一侧引出端子用错时，都会使二次电压或电流的相位改变180°。从电压和电流方向的角度考虑，由楞次定律可知，当极性端子流入一次电流时，二次绕组中的极性端会有感应电流流出。基于此原理，研制出了手持式电流互感器极性测试仪。

便携式CT极性测试仪面板如图5所示。

该仪器的操作方法是：①将贴有P1、P2的测试线一端插在插座（P1/P2）上，另一端分别对应夹在互感器P1、P2上。②如果用通道1测试，将贴有1S1、1S2的测试线一端插在插座（1S1/1S2）上，另一端分别对应夹在互感器S1、S2上。此时按下按键“通道1”，极性的测试结果就会在显示屏“通道1”的下方显示。③如果用通道2或通道3测试，将贴有2S1、2S2、3S1、3S2的测试线一端插在插座（2S1/2S2/3S1/3S2）上，另一端分别对应夹在互感器的S1、S2上。此时按下按键“通道2”或“通道3”，则极性的测试结果会在显示屏“通道2”或“通道3”的下方显示。

在操作该仪器时要注意以下三点：①要找好相应的通道进行测试连接，按下对应的按键，这样才会显示出正确的结果。②当测试线的P1夹在电流互感器的P1、测试线的S1夹在电流互感器的S1上时，测试结果显示极性为“-”。③当电量不足时，会显示“请充电”字样，此时可用充电器插入充电接口开始充电。在充电过程中，充电器指示灯为红色，当充满后红灯灭。

4 结束语

总之，电流互感器、电压互感器的极性直接影响继电保护装置的工作情况，随着数字化的发展，传统的测试方法将会被逐步淘汰，而新型测试仪器体积大、测量过程烦琐，所以，手持式电压互感器越来越受欢迎，将会逐步被广泛应用。

参考文献

[1]王勇.手持式三相极性测试仪在变电工程中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013（32）.

[2]陈琼，王磊.便携式电流互感器变比测试仪的设计[J].南昌航空大学学报（自然科学版），2009（3）.

[3]陆永平.钳形电流表的选型校准及使用[J].工业计量，2013（3）.

〔编辑：白洁〕

（a）接线图 （b）相量图

图1 电流互感器接线图和相量图

由图1可知，2个一次绕组的端头由L1和L2表示，2个二次绕组的端头由K1和K2表示，L1和K1、L2和K2分别为两次绕组的同极性端子。同极性端子是采用相同脚注和不同符号标标注电流互感器的极性，假如仅将相对极性关系标出即可，

可以将符号“。”或“*”标注在同极性端子上。楞次定律说明，当极性端子L1有一次性电流流入时，在二次绕组中感应出的电流从极性端子K1流出。通常将一次电流换算为二次电流，并且励磁电流被忽略时，可以进行绘制。因为这样能任意选择一、二次电流的正方向，所以，有两种绘制相量图的方法。一般情况下，在继电保护中会以L1向L2流定为一次绕组中的正向，K2向K1流定为二次绕组中的正向。

1.1.2 判定电流互感器极性的方法

测试电流互感器极性的试验按照图2所示接线。

图2 电流互感器极性测试的试验接线

在通过小开关S电流互感器的一次线圈中，有一组电池接入，将直流毫安表PA接入二次线圈。将S闭合的瞬间，如果直流毫安表指针摆动的方向为负，说明分别接在直流毫安表正极和电池正极的一次性端子K1和L1是非极性端子；如果直流毫安表指针摆动的方向为正，说明它们是同极性端子。如果回路的电阻抗较大，还需要临时短接变压器低压绕组，才能测定其电阻抗。

1.2 分析和判定电压互感器极性的方法

1.2.1 电压互感器极性介绍

在一次绕组和二次绕组时，将电流互感器的极性定义为：在一次绕组和二次绕组时，如果电流从同极性端子同时通入，

那么，在铁芯中，它们会产生相同方向的磁通。

摘 要：继电保护装置的正常运行受电压互感器和电流互感器极性的直接影响，所以，相关工作人员必须熟练掌握判定和测试电压互感器、电流互感器极性的方法。传统的测试方法将会被逐步淘汰，而新型测试仪器体积大、测量过程烦琐，因此，利用CT极性的特点制作手持式CT极性测试仪，能够更有效地进行极性测试。

关键词：电流互感器；二次回路；极性判定；继电保护

中图分类号：TM452 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）20-0046-02

1 互感器极性测定原理

互感器是由电压互感器和电流互感器组成的。它是一次回路和二次回路进行交流转换的桥梁，用来向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，主要作用是反馈电气元件的正常运行情况和故障情况。互感器的作用是将一次侧回流炉的高电压和大电流变为二次回路的标准低电压（100 V）和小电流（5 A或1 A），使测量仪表和保护装置标准化、小型化。将二次设备与高电压部分隔离，并且互感器二次侧均接地，这样的方式能够保证设备和工作人员的安全。

1.1 分析和判定电流互感器极性的方法

1.1.1 电流互感器极性介绍

在一次绕组和二次绕组时，将电流互感器的极性定义为：在一次绕组和二次绕组时，同时有同极性端子通入电流时，产生的磁通方向应该是一致的。在交流回路中应用电流互感器，电流会随着时间的变化而改变方向。一次侧和二次侧的某一端在某个时刻具有相同的极性，均为负极或正极，这时，极性就被称为同名端或同极性端。

由图3中的接线方式可知，2个一次绕组的端头由A和X表示，2个二次绕组的端头由a和x表示，A和a、X和x分别是两次绕组的同极性端子。同极性端子是用A和a、X和x标注电压互感器的极性，假如仅将相对极性关系标出即可，可以将符号“。”或“*”标注在同极性端子上。楞次定律说明，当有一次性电流流入极性端子A时，二次绕组时的极性端子a就会流出感应电流。

1.2.2 判定电压互感器极性的方法

测试电压互感器极性的试验按照图4所示接线。

通过小开关S的电池正极与干电压互感器的一次侧S端相接，干电压互感器一次侧的x端则与负极相接。如果将S断开的瞬间直流毫安表指针摆动的方向为正，闭合S时，直流毫安表指针摆动的方向为负，那么，电压互感器的A，a为非同极性端，如果相反，则为同极性端。

2 极性反接对继电保护装置的影响

导致继电保护装置无法正常运行的主要原因是二次阻抗过大和电流互感器接线错误。二次阻抗和一次电流是影响电流互感器变比误差的重要因素，铁芯饱和、猛增的激磁电流和增大的变比误差都是剧增的一次电流引起的。当一次电流固定时，增大二次负荷阻抗、升高二次工作电压会增大激磁电流与电流比差，这时，电流互感器就会因为线路短路而出现过大误差，相关保护也可能因此拒动。相关规程指出，为了保证继电保护装置的可靠性，互感器电流和保护用电流不能出现10%以上的误差。电流互感器的二次负荷抗阻Z2、一次电流倍数m和电流误差三者之间的关系是由其重要技术数据10%误差曲线体现出来的。当电流互感器已知时，计算电流倍数为：

计算出电流倍数后，在曲线中找到二次负荷阻抗即可。当继电保护装置在二次负荷抗阻中的实际计算值小于规定值时，即可以保证其稳定性。由此可以说明：①在二次侧时，流经继电器线圈的电流不一定会因为电流互感器两相的极性不同而下降；②在电流互感器两相极性不同时，势必会造成短路形式下二次负荷阻抗的增大，在一定程度上会影响二次回路中有较长连接导线的地方；③如果二次负荷阻抗增大是由电流互感器两相机型不同造成的，那么，在误差允许的范围内，继电保护装置的可靠性是不会受到影响的。

3 手持式电流互感器极性测试仪

从电流互感器、单相电压互感器中引出的端子有2个，当其中的任一侧引出端子用错时，都会使二次电压或电流的相位改变180°。从电压和电流方向的角度考虑，由楞次定律可知，当极性端子流入一次电流时，二次绕组中的极性端会有感应电流流出。基于此原理，研制出了手持式电流互感器极性测试仪。

便携式CT极性测试仪面板如图5所示。

该仪器的操作方法是：①将贴有P1、P2的测试线一端插在插座（P1/P2）上，另一端分别对应夹在互感器P1、P2上。②如果用通道1测试，将贴有1S1、1S2的测试线一端插在插座（1S1/1S2）上，另一端分别对应夹在互感器S1、S2上。此时按下按键“通道1”，极性的测试结果就会在显示屏“通道1”的下方显示。③如果用通道2或通道3测试，将贴有2S1、2S2、3S1、3S2的测试线一端插在插座（2S1/2S2/3S1/3S2）上，另一端分别对应夹在互感器的S1、S2上。此时按下按键“通道2”或“通道3”，则极性的测试结果会在显示屏“通道2”或“通道3”的下方显示。

在操作该仪器时要注意以下三点：①要找好相应的通道进行测试连接，按下对应的按键，这样才会显示出正确的结果。②当测试线的P1夹在电流互感器的P1、测试线的S1夹在电流互感器的S1上时，测试结果显示极性为“-”。③当电量不足时，会显示“请充电”字样，此时可用充电器插入充电接口开始充电。在充电过程中，充电器指示灯为红色，当充满后红灯灭。

4 结束语

总之，电流互感器、电压互感器的极性直接影响继电保护装置的工作情况，随着数字化的发展，传统的测试方法将会被逐步淘汰，而新型测试仪器体积大、测量过程烦琐，所以，手持式电压互感器越来越受欢迎，将会逐步被广泛应用。

参考文献

[1]王勇.手持式三相极性测试仪在变电工程中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013（32）.

[2]陈琼，王磊.便携式电流互感器变比测试仪的设计[J].南昌航空大学学报（自然科学版），2009（3）.

[3]陆永平.钳形电流表的选型校准及使用[J].工业计量，2013（3）.

〔编辑：白洁〕

（a）接线图 （b）相量图

图1 电流互感器接线图和相量图

由图1可知，2个一次绕组的端头由L1和L2表示，2个二次绕组的端头由K1和K2表示，L1和K1、L2和K2分别为两次绕组的同极性端子。同极性端子是采用相同脚注和不同符号标标注电流互感器的极性，假如仅将相对极性关系标出即可，

可以将符号“。”或“*”标注在同极性端子上。楞次定律说明，当极性端子L1有一次性电流流入时，在二次绕组中感应出的电流从极性端子K1流出。通常将一次电流换算为二次电流，并且励磁电流被忽略时，可以进行绘制。因为这样能任意选择一、二次电流的正方向，所以，有两种绘制相量图的方法。一般情况下，在继电保护中会以L1向L2流定为一次绕组中的正向，K2向K1流定为二次绕组中的正向。

1.1.2 判定电流互感器极性的方法

测试电流互感器极性的试验按照图2所示接线。

图2 电流互感器极性测试的试验接线

在通过小开关S电流互感器的一次线圈中，有一组电池接入，将直流毫安表PA接入二次线圈。将S闭合的瞬间，如果直流毫安表指针摆动的方向为负，说明分别接在直流毫安表正极和电池正极的一次性端子K1和L1是非极性端子；如果直流毫安表指针摆动的方向为正，说明它们是同极性端子。如果回路的电阻抗较大，还需要临时短接变压器低压绕组，才能测定其电阻抗。

1.2 分析和判定电压互感器极性的方法

1.2.1 电压互感器极性介绍

在一次绕组和二次绕组时，将电流互感器的极性定义为：在一次绕组和二次绕组时，如果电流从同极性端子同时通入，

那么，在铁芯中，它们会产生相同方向的磁通。

摘 要：继电保护装置的正常运行受电压互感器和电流互感器极性的直接影响，所以，相关工作人员必须熟练掌握判定和测试电压互感器、电流互感器极性的方法。传统的测试方法将会被逐步淘汰，而新型测试仪器体积大、测量过程烦琐，因此，利用CT极性的特点制作手持式CT极性测试仪，能够更有效地进行极性测试。

关键词：电流互感器；二次回路；极性判定；继电保护

中图分类号：TM452 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）20-0046-02

1 互感器极性测定原理

互感器是由电压互感器和电流互感器组成的。它是一次回路和二次回路进行交流转换的桥梁，用来向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，主要作用是反馈电气元件的正常运行情况和故障情况。互感器的作用是将一次侧回流炉的高电压和大电流变为二次回路的标准低电压（100 V）和小电流（5 A或1 A），使测量仪表和保护装置标准化、小型化。将二次设备与高电压部分隔离，并且互感器二次侧均接地，这样的方式能够保证设备和工作人员的安全。

1.1 分析和判定电流互感器极性的方法

1.1.1 电流互感器极性介绍

在一次绕组和二次绕组时，将电流互感器的极性定义为：在一次绕组和二次绕组时，同时有同极性端子通入电流时，产生的磁通方向应该是一致的。在交流回路中应用电流互感器，电流会随着时间的变化而改变方向。一次侧和二次侧的某一端在某个时刻具有相同的极性，均为负极或正极，这时，极性就被称为同名端或同极性端。

由图3中的接线方式可知，2个一次绕组的端头由A和X表示，2个二次绕组的端头由a和x表示，A和a、X和x分别是两次绕组的同极性端子。同极性端子是用A和a、X和x标注电压互感器的极性，假如仅将相对极性关系标出即可，可以将符号“。”或“*”标注在同极性端子上。楞次定律说明，当有一次性电流流入极性端子A时，二次绕组时的极性端子a就会流出感应电流。

1.2.2 判定电压互感器极性的方法

测试电压互感器极性的试验按照图4所示接线。

通过小开关S的电池正极与干电压互感器的一次侧S端相接，干电压互感器一次侧的x端则与负极相接。如果将S断开的瞬间直流毫安表指针摆动的方向为正，闭合S时，直流毫安表指针摆动的方向为负，那么，电压互感器的A，a为非同极性端，如果相反，则为同极性端。

2 极性反接对继电保护装置的影响

导致继电保护装置无法正常运行的主要原因是二次阻抗过大和电流互感器接线错误。二次阻抗和一次电流是影响电流互感器变比误差的重要因素，铁芯饱和、猛增的激磁电流和增大的变比误差都是剧增的一次电流引起的。当一次电流固定时，增大二次负荷阻抗、升高二次工作电压会增大激磁电流与电流比差，这时，电流互感器就会因为线路短路而出现过大误差，相关保护也可能因此拒动。相关规程指出，为了保证继电保护装置的可靠性，互感器电流和保护用电流不能出现10%以上的误差。电流互感器的二次负荷抗阻Z2、一次电流倍数m和电流误差三者之间的关系是由其重要技术数据10%误差曲线体现出来的。当电流互感器已知时，计算电流倍数为：

计算出电流倍数后，在曲线中找到二次负荷阻抗即可。当继电保护装置在二次负荷抗阻中的实际计算值小于规定值时，即可以保证其稳定性。由此可以说明：①在二次侧时，流经继电器线圈的电流不一定会因为电流互感器两相的极性不同而下降；②在电流互感器两相极性不同时，势必会造成短路形式下二次负荷阻抗的增大，在一定程度上会影响二次回路中有较长连接导线的地方；③如果二次负荷阻抗增大是由电流互感器两相机型不同造成的，那么，在误差允许的范围内，继电保护装置的可靠性是不会受到影响的。

3 手持式电流互感器极性测试仪

从电流互感器、单相电压互感器中引出的端子有2个，当其中的任一侧引出端子用错时，都会使二次电压或电流的相位改变180°。从电压和电流方向的角度考虑，由楞次定律可知，当极性端子流入一次电流时，二次绕组中的极性端会有感应电流流出。基于此原理，研制出了手持式电流互感器极性测试仪。

便携式CT极性测试仪面板如图5所示。

该仪器的操作方法是：①将贴有P1、P2的测试线一端插在插座（P1/P2）上，另一端分别对应夹在互感器P1、P2上。②如果用通道1测试，将贴有1S1、1S2的测试线一端插在插座（1S1/1S2）上，另一端分别对应夹在互感器S1、S2上。此时按下按键“通道1”，极性的测试结果就会在显示屏“通道1”的下方显示。③如果用通道2或通道3测试，将贴有2S1、2S2、3S1、3S2的测试线一端插在插座（2S1/2S2/3S1/3S2）上，另一端分别对应夹在互感器的S1、S2上。此时按下按键“通道2”或“通道3”，则极性的测试结果会在显示屏“通道2”或“通道3”的下方显示。

在操作该仪器时要注意以下三点：①要找好相应的通道进行测试连接，按下对应的按键，这样才会显示出正确的结果。②当测试线的P1夹在电流互感器的P1、测试线的S1夹在电流互感器的S1上时，测试结果显示极性为“-”。③当电量不足时，会显示“请充电”字样，此时可用充电器插入充电接口开始充电。在充电过程中，充电器指示灯为红色，当充满后红灯灭。

4 结束语

总之，电流互感器、电压互感器的极性直接影响继电保护装置的工作情况，随着数字化的发展，传统的测试方法将会被逐步淘汰，而新型测试仪器体积大、测量过程烦琐，所以，手持式电压互感器越来越受欢迎，将会逐步被广泛应用。

参考文献

[1]王勇.手持式三相极性测试仪在变电工程中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013（32）.

[2]陈琼，王磊.便携式电流互感器变比测试仪的设计[J].南昌航空大学学报（自然科学版），2009（3）.

[3]陆永平.钳形电流表的选型校准及使用[J].工业计量，2013（3）.

〔编辑：白洁〕

（a）接线图 （b）相量图

图1 电流互感器接线图和相量图

由图1可知，2个一次绕组的端头由L1和L2表示，2个二次绕组的端头由K1和K2表示，L1和K1、L2和K2分别为两次绕组的同极性端子。同极性端子是采用相同脚注和不同符号标标注电流互感器的极性，假如仅将相对极性关系标出即可，

可以将符号“。”或“*”标注在同极性端子上。楞次定律说明，当极性端子L1有一次性电流流入时，在二次绕组中感应出的电流从极性端子K1流出。通常将一次电流换算为二次电流，并且励磁电流被忽略时，可以进行绘制。因为这样能任意选择一、二次电流的正方向，所以，有两种绘制相量图的方法。一般情况下，在继电保护中会以L1向L2流定为一次绕组中的正向，K2向K1流定为二次绕组中的正向。

1.1.2 判定电流互感器极性的方法

测试电流互感器极性的试验按照图2所示接线。

图2 电流互感器极性测试的试验接线

在通过小开关S电流互感器的一次线圈中，有一组电池接入，将直流毫安表PA接入二次线圈。将S闭合的瞬间，如果直流毫安表指针摆动的方向为负，说明分别接在直流毫安表正极和电池正极的一次性端子K1和L1是非极性端子；如果直流毫安表指针摆动的方向为正，说明它们是同极性端子。如果回路的电阻抗较大，还需要临时短接变压器低压绕组，才能测定其电阻抗。

1.2 分析和判定电压互感器极性的方法

1.2.1 电压互感器极性介绍

在一次绕组和二次绕组时，将电流互感器的极性定义为：在一次绕组和二次绕组时，如果电流从同极性端子同时通入，

那么，在铁芯中，它们会产生相同方向的磁通。