互感器极性试验综合工器具研制

张旭，李铁夫，孔凡雪，方保垒，徐勤超

（1.国网山东省电力公司枣庄供电公司，山东枣庄277800；2.山东省特种设备检验研究院枣庄分院，山东枣庄277100）

·班组创新·

互感器极性试验综合工器具研制

张旭1，李铁夫1，孔凡雪2，方保垒1，徐勤超1

（1.国网山东省电力公司枣庄供电公司，山东枣庄277800；2.山东省特种设备检验研究院枣庄分院，山东枣庄277100）

介绍一种新型互感器极性试验综合工器具，该工器具由伸缩式操作杆、高空夹线钳、自动收线轮、微型操作盒等部件组成，具有携带方便、使用长度可灵活调节、全自动收放试验导线等特点。试验人员使用该工器具，无需登高作业，无需特种车辆配合，即可安全、顺利地完成互感器极性试验工作。

互感器；极性试验；伸缩式操作杆；自动收线轮

0 引言

DL／T 727—2000《互感器运行检修导则》及国家电网公司发布的《110（66）kV～500 kV互感器检修规范》规定：互感器投产前必须检查极性关系，检修后必须做极性试验［1－2］。在变电站的改造、扩建或基建工程施工中，对互感器二次回路的更改，不仅要在拆除前复核原始极性，而且在有关回路恢复后，必须再做整体型极性试验，以确保互感器一次与二次绕组间的接线极性正确，防止造成方向性保护的误动或拒动，从而保障继电保护及综合自动化装置的正常工作［3］。

实际工作中，由于110 kV及以上户外型互感器安装位置较高，一次引接线位置距地面超过5.5 m。试验人员使用传统工器具进行极性试验，需要攀爬到被测设备上进行高空拆接线，有时还要使用高空作业车才能完成工作。例如：一个间隔的220 kV电流互感器极性试验一般需要4~5人且耗费数小时才能完成，成本高、效率低、安全风险大。针对以上问题，为提高互感器极性试验的安全性和工作效率，研制出一款操作简便、实用性较强的新型互感器极性试验综合工器具。

1 极性试验原理

互感器极性试验常用方法主要有直流法、交流法和仪表法［3］。其中，直流法原理简单、易于操作，现场应用最为普遍［4］，其原理如图1所示。将干电池接于互感器的一次绕组侧，其中正极经开关K接于L1，负极接于L2。将电磁式的毫安表接于互感器的二次绕组侧，其中红表笔接S1，黑表笔接S2。毫安表指针偏转灵敏，指示较为直观。

接线完成后，对互感器一次侧电源控制开关K进行闭合、断开，同步观察毫安表指针的偏转情况。若闭合K的瞬间，毫安表指针正偏，并且断开K的瞬间，毫安表指针反偏，则表明一次绕组L1端与二次绕组S1端为同名端，即互感器极性为减极性。若指针偏转与上述相反，则L1与S2为同名端，互感器极性为加极性［5］，从而可以判定相关二次回路接线是否正确。

图1 极性试验直流法原理

2 极性试验综合工器具设计方案

极性试验综合工器具主要由操作杆、夹线钳和收线轮等组成，利用操作杆伸长到达接线位置；高空夹线钳安装于操作杆顶部，用于夹持被测设备；收线轮安装于操作杆底部，在操作杆伸缩的同时对导线合理布置，解决试验线易缠绕、整理不便等问题；操作盒集试验所用的干电池、毫安表及开关等于一体，方便现场操作。试验人员在地面上操作即可完成拆接线，杜绝高空作业。

2.1 伸缩式操作杆设计

2.1.1 改进连接方式开发伸缩式操作杆

考虑现场应用要求，操作杆采用耐高压环氧玻纤制成，绝缘性能及机械强度俱佳。针对传统操作杆采用螺栓对接（如图2所示），存在的多节杆携带不便、试验前后拆接耗时多等缺点，将管径为25 mm、32 mm、38 mm、45 mm的4节绝缘杆依次插接组成伸缩式操作杆，如图3所示。伸缩式操作杆无需现场组装、拆卸，单人即可轻松操作，最长可达8 m，完全可满足220 kV互感器极性试验接线需要。整根杆连接牢靠，伸展后晃动小，操作更安全。完全缩回后仅1.5 m，方便携带和使用。

图2 传统的螺栓对接式操作杆

2.1.2 多节杆接头处加装定位器

为了满足现场不同高度设备需求，克服长度固定导致的试验线拆接不便，操作杆多节杆接头处设计加装定位器（如图4所示）。定位器由橡胶垫片与滚动轴组成，橡胶垫片填充在滚动轴与外节杆之间，滚动轴固定于内节杆底部。在操作杆伸缩过程中简单旋转，利用橡胶垫片与外节杆内壁的咬合，即可定位锁定伸缩状态，实现操作杆长度的灵活调节，有效防止操作杆上举过程中意外滑落。

图3 新型伸缩式操作杆

图4 杆间定位器设计原理

图5 内置式导线设计

2.1.3 内置式导线设计

考虑长试验线的重量影响，操作杆上举时易变形或晃动，另外试验线在风力作用下易摇摆，若有不慎很可能造成操作杆触及相邻带电间隔设备，给现场作业人员的安全带来严重威胁，因此把试验导线放于伸缩式操作杆内部，实现内置式导线独特设计，能够有效提高工器具使用时的安全性。如图5所示，在夹线钳头内加装导体拉线，从钳头连接到尾部，经接线螺丝与导体螺栓连通，夹头夹持后实现设备与导体螺栓导通。操作杆顶部设计导体螺母，夹线钳通过尾部的导体螺栓与操作杆连接。当接线钳夹紧后，内置导线便与被测设备良好接触，完成互感器一次侧接线工作。

2.2 高空夹线钳设计

高空夹线钳选用市场上现有产品改进而成。如图6所示，夹线钳由动、定钳口组成，可自由开合，具有足够大的夹持力。钳口在夹紧的同时产生摩擦，克服接触位置的氧化膜，确保与被测设备接触良好，解决了人为晃动费时费力的问题。高空夹线钳内部加装导体拉线，与伸缩式操作杆连接后，实现被测设备与操作杆内置导线的导通。

在高空夹线钳的钳头内部加装导体拉线，从钳头连接到尾部，经接线螺丝与导体螺栓连通，钳口夹紧后实现设备与导体螺栓导通。伸缩式操作杆顶部设计导体螺母，夹线钳头通过尾部的导体螺栓与操作杆进行连接。当夹线钳夹紧时，内置导线便与被测设备良好接触，完成被测互感器高空接线。

图6 高空夹线钳设计

2.3 自动收线轮设计

如图7所示，自动收线轮内置储能弹簧，利用弹簧形变实现试验线的全自动收放，解决了试验线手动收放费时、易缠绕打结问题。当伸缩式操作杆伸长时，向外抽出导线，收线轮逆时针旋转，储能弹簧拉伸存储能量；伸缩式操作杆回缩时，储能弹簧释放能量，带动收线轮顺时针转动，自动将导线收于收线轮槽内。自动收线轮采用不锈钢材质加工，在操作杆底部开槽安装。铜质中空轮轴方便外插试验线，实现与微型操作盒的良好连接。

2.4 微型操作盒设计

选购体积小、重量轻的干电池、开关等元器件，设计加工出专用的微型操作盒，如图8所示。各元器件可靠连接，方便现场工作。操作盒上的黄色和蓝色接线柱用于连接操作杆内置导线。黑色开关闭合时电源灯点亮，表明电池有电；再通过合、拉红色按钮，控制操作电源的通、断。

图7 自动收线轮设计

图8 微型操作盒设计

3 互感器极性试验综合工器具使用效果

互感器极性试验专用综合工器具如图9所示。伸缩式操作杆长度可调、随意锁定，方便高空引接线工作，内置导线式设计有效防止了操作杆风舞摇摆、晃动变形等带来的安全风险，操作杆底部加装自动收线轮实现试验导线的全自动收放，解决了导线过长易缠绕打结、整理不便等问题［6］。

图9 互感器极性试验综合工器具

该工器具适用于220 kV及以下电压等级的电流互感器、变压器套管互感器等设备极性试验工作，较好地解决了上述设备极性试验时的高空引接试验线问题，避免人员高处攀爬作业危险，无需特种车辆配合，即可安全、顺利地完成互感器极性试验工作，降低了劳动强度，提高了现场工作效率和安全性。成果已成功应用于多个变电站基建、改造等工程中，互感器极性试验时间缩减70%，试验人员由原来至少4人减少为2人，产生了显著的经济效益和社会效益。

4 结语

介绍一种新型互感器极性试验综合工器具，有效解决了220 kV及以下电力设备极性试验工作中的高空引接试验线问题，降低了劳动强度，提高了工作效率和安全性。今后，将对操作杆内置式导线进一步优化设计，提高导线的载流能力和绝缘性能，从而满足电气试验项目通入大电流、高电压的应用要求，可将该成果拓展推广到电气试验专业相关工作。

［1］DL／T 727—2000互感器运行检修导则［S］．

［2］国家电网公司．110（66）kV～500 kV互感器检修规范［R］．2005.

［3］曹法明．电流互感器极性的判断［J］．农村电工，2010，18（6）：39．

［4］叶启明．判断电压电流互感器极性的新方法［J］．大众用电，2005（8）：30－31．

［5］付春华．浅谈电流互感器的极性及运行中应注意的问题［J］．科技信息，2009（20）：308．

［6］国家电网公司，国网山东省电力公司枣庄供电公司．一种高空万向引接线绝缘操作杆：中国，201420467165.5［P］．2014－12－10.

Development of Integrated Instrument for Transformer Polarity Test

ZHANG Xu，LI Tiefu，KONG Fanxue，FANG Baolei，XU Qinchao
（1.State Grid Zaozhuang Power Supply Company，Zaozhuang 277800，China；2.Shandong Province Special Equipment Inspection and Research Institute Zaozhuang Branch，Zaozhuang 277100，China）

A new polarity test integrated instrument，which is composed of two telescopic levers，two high altitude jointing clamps，an automatic reel，an operation box and so on，is designed for voltage and current transformers.This instrument has many advantages such as portability，adjustable length，automatical take-up/pay-off testing line.Polarity tests of voltage or current transformers can be completed using the integrated instrument safely and smoothly without climbing and special vehicles.

transformer；polarity test；telescopic lever；automatic reel

TM451

A

1007－9904（2016）12－0072－03

2016－06－19

张旭（1985），男，从事变电站二次设备的检修、维护等工作。