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电力互感器的原理及互感器励磁特性试验方法

发表时间: 2019-04-10 22:24:00

作者: 武汉华顶电力

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    为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的大电流按比例变换成小电流,供给测量仪表和保护装置使用,因此使用电流互感器来解决这一难题,电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流,为系统提供了保护和测量的用途。本文将对电流互感器的工作特性以及电流互感器的绝缘电阻试验进行分析。
关键词:电流互感器、绝缘电阻、末屏、兆欧表、安全措施
一、电流互感器的简单介绍
在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流,另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器
电流互感器原理是依据电磁感应原理的,其工作原理和变压器相似。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中,因此它经常有线路的全部电流流过,二次绕组匝数比较多,串接在测量仪表和保护回路中,电流互感器在工作时,它的2次回路始终是闭合的,因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小,电流互感器的工作状态接近短路。

1、电流互感器的作用
(1)电流互感器的二次额定电流是一定的,有利于测量仪表、计量和继电器等二次设备的标准化。
(2)经过电流互感器交换后,二次回路中电流小,使得仪表和继电器等二次设备小型化,结构轻巧,价格便宜,并且可用小面积电缆来连接二次设备,使得二次回路接线简单、经济,便于实现远距离测量控制和标准化组屏。
(3)由于电流互感器的一、二次绕组之间有足够的绝缘强度,使低压二次设备与高压一次系统在电气方面隔离,对二次设备进行维护时,不需中断一次系统的运行,二次设备出现故障时也不会影响到一次侧,提高了一次系统和二次系统的安全性和可靠性。
(4)通过电流互感器的适当接线,还可以取得零序电流,供保护及自动装置使用。
2、电流互感器的工作特点
(1)一次侧绕组匝数很少,只有一匝到几匝,串联在被测电路中。
(2)二次侧绕组匝数较多,它与继电器或仪表的电流线圈串联成为闭合回路。
(3)由于二次绕组所接继电器或仪表的电流线圈的阻抗都很小,所以二次侧在正常运行时近似于短路状态。
3、使用的注意事项
(1)运行中二次侧不允许开路。故二次侧不允许接开关和熔断器;如运行中要拆下电流表,必须先将二次侧短路才行。
(2)铁心和二次侧绕组一端要可靠接地。
(3)一次侧、二次侧绕组有“+、-”的同名端标记,接线时要注意极性不能接反。
4、电流互感器的分类
(1)按照工作原理分为:
   a. 电磁式电流互感器
   b. 数字式光电电流互感器
(2)按绝缘介质分为:
   a. 干式电流互感器
   b. 浇注绝缘电流互感器
   c. 油纸绝缘电流互感器
   d. 气体绝缘电流互感器
(3)按二次绕组所在位置分为:
   a. 正立式。(二次绕组在产品下部)
   b. 倒立式。(二次绕组在产品上部)
  (4)按电流比分为:
   a. 单电流比电流互感器
   b. 多电流比电流互感器
   c. 多个铁心电流互感器
  (5)按用途为:
   a. 测量和计量用电流互感器
   b. 保护用电流互感器
二、实验
1、测试目的
能有效地发现其绝缘整体受潮、脏污、贯穿的集中性缺陷,以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。末屏对地绝缘电阻的测量能有效地检测电容型电流互感器进水受潮缺陷。
2、测试范围:
(1)、测量一次绕组对二次绕组及外壳、各二次绕组及其对外壳的绝缘电阻。
(2)、测量一次绕组段间的绝缘电阻,但由于结构原因而无法测量时可不进行。
(3)、测量电容型电流互感器的末屏绝缘电阻。
3、仪器设备选择:
测量电流互感器主绝缘、末屏、二次绕组之间及地绝缘电阻在大修或交接试验及预防性试验时,宜采用2500V及以上的绝缘电阻表。
4、危险点分析及安全措施:
(1).防止高处坠落。
(2).防止高处落物伤人。
(3).防止人员触电
          拆、接试验接线前,应将被试互感器对地充分放电,以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。试验仪器的金属外壳应可靠接地,仪器操作试验人员必须站在绝缘垫上或穿绝缘鞋操作仪器。测试前应与检修负责人协调,不允许有交叉作业。
         试验现场周围设封闭遮拦,挂"止步,高压危险"标示牌,并加强监护。作业时应加强监护并执行呼唱制度。
5、测试前的准备工作:
(1).了解被试设备现场情况及试验条件。
(2).测试仪器、设备准备齐全。
(3).办理工作票,编写作业控制卡、质量控制卡,办理工作许可手续;并做好试验现场安全和技术措施。
       向试验人员交代工作内容、带电部位、现场安全措施、现场作业危险点,明确人员分工及试验程序。
6、现场测试步骤及要求
(1).试验前对兆欧表本身进行检查,将兆欧表水平放稳,先短路试验后开路试验,当接通整流电源型兆欧表电源时,用导线瞬时短接“L”和“E”端子,其指示应为零;开路时,接通电源或兆欧表达额定转速时其指示应指“∞”。接线时先接接地端后接高压端。
(2).兆欧表上的接线端子“E”是接被试品的接地端的,为正极性,“L”是接被试品高压端的,为负极性。“G”是接屏蔽端的,为负极性。
三、绝缘电阻测试
1、测量一次绕组的绝缘电阻
(1)将电流互感器一次绕组P1、P2用短接线进行短接,所有二次绕组进行短路接地,末屏短路接地。(如果互感器表面泄漏较大时,应装屏蔽环,并用绝缘导线引接于兆欧表的“G”端。) 

(2)绝缘电阻表“L”端接电流互感器一次绕组P1、P2端或短接线上,,“E”端接地。
(3)接线经检查无误后,按下“开始”按钮,仪表开始工作,1min后记录绝缘电阻值。 测试完成后,先将仪表与试品断开,再按“停止”按钮,使仪器恢复。后对电流互感器测试部位放电。
2、测量二次绕组的绝缘电阻
(1)一次绕组悬空,末屏短路接地,二次各绕组分别单独进行短接 
(2)绝缘电阻表的“E”端接地,“L”端接在电流互感器其中的一组二次绕组上,其它二次绕组短接后接地
(3)接线经检查无误后,按下“开始”按钮,仪表开始工作,1min后记录绝缘电阻值。 测试完成后,先将仪表与试品断开,再按“停止”按钮,使仪器恢复。 后对电流互感器测试部位放电。
(4)电流互感器二次绕组每组,都要分别测量,直至所有绕组测量完毕。
3、测量末屏绝缘电阻
(1)将电流互感器一次绕组P1、P2用短接线进行短接,所有二次绕组进行短路接地,末屏接地解开 
(2)绝缘电阻表“L”端接电流互感器“末屏端”,“E”端接地,“G”端接在一次绕组P1、P2端或短接线上。
(3)接线经检查无误后,按下“开始”按钮,仪表开始工作,1min后记录绝缘电阻值。 测试完成后,先将仪表与试品断开,再按“停止”按钮,使仪器恢复。后对电流互感器测试部位放电。恢复末屏接地。
4、试验结果分析
(1)一次绕组对二次绕组及外壳、各二次绕组间及其对外壳的绝缘电阻不宜低于1000 MΩ。
(2)一次绕组段间绝缘电阻不宜低于1000 MΩ,但由于结构原因而无法测量时可不进行。
(3)电容型电流互感器末屏绝缘电阻不宜小于1000MΩ.若末屏对地绝缘电阻小于1000 MΩ时,应测量其tanδ
(4)绝缘电阻测量应使用2500V兆欧表。
(5)当引出末屏的小套管有脏污时,应用抹布擦拭干净
四、结论
随着电力系统向高电压、大电流方向的发展,电流互感器在电力系统中起着重要的作用,它也随着发展的方向逐步的更新,适应着电网的发展。本文对电流互感器的使用、作用、注意事项进行了详细的解读,并对测量电流互感器的绝缘电阻这一常用实验进行了详细分析。
 
 

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