传统室内电流互感器检定装置故障分析与应对

酒小朋

(山西省机电设计研究院，山西 太原 030009)



传统室内电流互感器检定装置故障分析与应对

酒小朋

(山西省机电设计研究院，山西 太原 030009)

以HEW型室内互感器检定装置为例，介绍了装置在使用过程中常出故障、分析及应对。文章中故障分析及所应对措施对于从事互感器测试工作的同仁有借鉴作用。

自校测试；越限；开路；误差异常；阻抗

目前测量用互感器作为计量器具，按照JJG313-2010规程要求必须检测合格后，方可安装于表计中[4〗。测试装置的溯源及量值传递，对于计量实验室中互感器检定装置测试互感器，判定其误差是否符合等级要求，以及电能的准确计量具有决定性的影响[2〗。根据计量法要求测试装置必须数据可靠、稳定。因此分析检定电流互感器误差过程中设备常见故障，提出相应的解决办法，对于检定结果的公正性、准确性、可靠性非常重要。所以本文主要以HEW型互感器测试装置为例子，介绍互感器检定装置在测试电流互感器误差中常见故障分析及应对。

1 传统式电流互感器测试装置的组成及功能

室内传统互感器测试装置是由调压器(调压控制柜)、多功能校验仪、电流负载箱、标准电流互感器、升流器、一次及二次测试导线、电压输入、输出线组成。

1.1 调压控制柜

调压控制柜主要功能是提供给升流器AC0 V～AC250 V间的电压值，使升流器达到实验所需的额定电流值，其中控制柜装置增加了过流保护功能以保护设备(电流一般为27 A保护)用来保护测试回路导线及各器件的正常工作。

1.2 多功能校验仪

校验仪主要功能是通过被试和标准互感器的二次电流差流、电压差压，进行比较然后折算出被试电流互感器的误差[3〗。互感器校验仪还有测试阻抗、导纳及越限、极性反功能。

1.3 电流负载箱

电流负载箱是给被试互感器提供实际的外接负荷，使被测互感器模拟实际运行环境下互感器在不同电流点下测试的误差值[4〗(包括正交分量f、同相分量δ)。

1.4 标准电流互感器

标准电流互感器提供基准也就是标准，以它为标准来比较被测互感器，根据计量规程规定标准互感器的准确度必须要高于被测互感器1～2个等级[4〗。

1.5 升流器

升流器的主要功能是给被测互感器提供一次额定电流值，使之达到规定要求的额定值。

1.6 一次及二次测试线

主要是连接标准电流互感器、被测试电流互感器及电流负载箱、多功能校验仪测试仪。给装置传输所需要的一次及二次电流值形成测试回路。

2 传统互感器测试设备常见故障分析及应对

传统法检定电流互感器，是用高1～2级准确度的电流互感器作为标准和同变比的测量用电流互感器进行数据比对，一次电流由升流器提供给标准电流互感器和被测电流互感器，互感器校验仪的标准回路电流由标准电流互感器的二次电流提供，多功能校验仪的差值回路由被测电流互感器与标准电流互感器二次电流的差值流入，然后通过多功能互感器校验仪内部的数据处理得出误差结果[3〗。检定电流互感器误差测试过程中常见的问题主要有：越限，测试互感器变比错，电流互感器二次开路，极性反；误差数据显示异常。针对这些问题给出相应的分析和解决办法。

2.1 互感器校验仪报极性反

测试装置中互感器校验仪在测试过程中报极性反。通常情况是标准互感器或被测互感器的一次或二次极性接反了，电流互感器的一次及二次都是减极性的，也就是电流是从L1或K1流进；从Lx或Kx流出，一旦接错校验仪会出现极性反的蜂鸣器响警示，停止测试重新接线即可。正确接线见图1。

图1 一般电流互感器误差测试线路

2.2 测试互感器变比错

检定电流互感器时，要求标准电流互感器与被测电流互感器的电流比相同，变比通常都是由于标准电流互感器和被测互感器的变比不一致造成的；也就是接线错误一次或者二次接线错误，这时被测电流互感器误差数据超出了互感器校验仪相应准确度等级的读数范围，如果电流比相差较大，还可能超出互感器校验仪的显示范围。这时应仔细核对被测电流互感器与标准电流互感器的电流比是否一致，保证二者的电流比相同然后按要求正确即可。比如被测互感器变比为150 A/5 A，根据标准互感器铭牌一次接L1L3；二次接K1K5，如果没按要求接对一次或二次线校验仪都会报警。一般电流互感器接线如图2。

图2 电流互感器的一次及二次接线图

2.3 互感器开路

检定电流互感器时，电流互感器二次严禁开路[4〗。如果电流互感器二次开路，则电流互感器二次会产生高压，对于高压电流互感器可达到几千伏以上，危及人身安全。如果在检定电流互感器时，标准电流互感器或被测电流互感器二次开路(或二次回路开路)则互感器校验仪表现为：输入调压控制柜输出电压和互感器校验仪百分表不同步，这时我们应迅速让调压器回零，认真检查检测线路，确保标准及被测互感器的一次及二次线充分接触。

2.4 测试误差数据异常

2.4.1 标准电流互感器数据超差

标准电流互感器是较精密的计量器具之一。它的误差数据超差直接影响着被测互感器性能。如果标准互感器的角差超往往是补偿元件的电力电容烧坏；比值差超往往是补偿电阻丝烧坏，也有可能是设备及标准器接地不是很好。我们可以用电流互感器的自校线路的方法[2〗(用互感器的一次作为标准检测它的二次，也就是做变比为5 A/5 A(1 A/1 A)互感器测试误差)，来验证其误差是否合格，线路如图3

图3 标准互感器的自校线路图

所示，也可以用比它高2个准确度以上的电流互感器来测试它是否超差。我们用测阻抗线路测试标准电流互感器二次回路阻抗Z是否超差，阻抗也会导致标准电流互感器误差超差。(通常情况标准互感器的二次阻抗为0.2 Ω)方法如图5所示。

2.4.2 被测互感器的误差超差

大部分都是互感器本身性能所造成。如果被测互感器铁心材料、铜线材料不太好，标准互感器的误差所达的精度不高于被测电流互感器准确度的两个级别, 那么标准电流互感器的误差就不能被忽略, 被测互感器的误差则由标准互感器的误差和被测误差两部分组成；由式(1)和式(2)可知，fx=fo+fz，&x=&o+&z(其中，fx为被测互感器实测比差值；fo为标准互感器的比差值；fz为被测互感器真正比差值；&x为被测互感器实测角差值；&o为标准互感器的角差值；&z为被测互感器真正角差值)。被测互感器二次回路阻抗超出额定值，也会直接导致被测互感器误差偏负或偏正。这时应测试被测电流互感器二次回路阻抗线路[3〗来验证二次回路阻抗是否合适(具体标值电流负载箱铭牌上都有标注)。测试电流互感器回路阻抗线路图如图4所示。

图4 被试互感器二次阻抗测试线路

图5 标准互感器二次阻抗测试线路

2.4.3 电流负载箱负载超差

2.4.4 互感器校验仪无误差

在测试误差过程中互感器校验以误差显示比值差和角差值显示为0，根据图1可知校验仪中差K测试线可能断开，也就是测差值回路中断开，这时我们应该检查测试线路中差值回路K线有没有接通；也有可能是仪器本身上面的D和接地断开。二次线路无法形成回路。重新连接测试线即可。

3 结束语

针对传统比较法在室内检定电流互感器误差时可能遇到的故障，提出了相应的解决方案，同时我们应该了解电流互感器的检定线路及基本的检测原理；熟练掌握互感器检定设备的组成及功能。对设备的各标准计量器具，根据计量法要求定期检定，确保电流互感器检定数据的真实性、准确性、可靠性。

[1] 赵修民，赵屹涛.升流升压器与负载箱[M〗.北京：中国水利、水电出版社，2005.

[2] 赵修民.电流互感器[M〗.太原：山西科学教育出版社，1987.

[3] 赵修民，赵屹涛.互感器校验仪[M〗.太原：山西科学技术出版社，1985.

[4] 中华人民共和国国家计量检定工程.JJ313-2010测量用电流互感器检定规程[S〗.北京：中国计量出版社，2010.

Failure Analysis and Response of Traditional InteriorCurrent Transformer Calibration Device

Jiu Xiaopeng

(ShanxiDesignandResearchInstituteofMechanicalandElectricEngineering,TaiyuanShanxi030009,China)

Taking the THEW indoor transformer verification device as the example, the article introduces the common fault, the analysis on it and the measures for the device in use process. The fault analysis and the countermeasures can be used as reference for colleagues working in the field of transformer testing.

self correcting test; the more limited; open circuit; error anomaly; impedance

2015-05-29

酒小朋(1978- )， 男，山西太原人， 工程师，主要从事互感器检测方面的开发及调试工作。

1674- 4578(2015)04- 0008- 03

TM406；G640

A