從事電力行業(yè)的朋友都知道,，變電所內(nèi)一定會有的一種裝置，那就是電流互感器,。變電所內(nèi)為什么要有電流互感器：

我們變電所內(nèi)的二次設(shè)備(如繼電保護(hù)測試儀,、自動裝置、測量儀表等)需要對一次系統(tǒng)的電流測量與控制,。但是電力系統(tǒng)一次電壓很高,，電流也很大，且運行的額定參數(shù)千差萬別,。有了電流互感器就可以對一次系統(tǒng)的大電流進(jìn)行隔離,，從而能準(zhǔn)確安全地獲取電氣一次電流信息。

對電流互感器的要求,。

一,、電流互感器的一次額定電壓應(yīng)與所用電網(wǎng)的額定電壓等級相同，其絕緣水平應(yīng)能承受長期運行及可能出現(xiàn)的短時過電壓,。

二,、變換精度高，應(yīng)能滿足測量精度,，確保繼電保護(hù)動作可靠,。

三、變比適當(dāng),，其變比應(yīng)能保證系統(tǒng)在額定工況下測量儀表,、繼電保護(hù)及自動裝置的測量精度要求及工作在線性區(qū),。

四、容量足夠大,，應(yīng)滿足正常及電力系統(tǒng)短路故障時,，繼電保護(hù)及自動裝置的測量精度要求。

五,、滿足熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定的要求,，飽和倍數(shù)足夠大。

繼電保護(hù)測試儀

TP-60A微機繼電保護(hù)測試儀

電流互感器的構(gòu)成及工作特點：

電流互感器的作用是將電力系統(tǒng)的一次大電流變換成與其成正比的二次小電流,，然后輸入到測量儀表,、繼電保護(hù)及自動裝置中。其構(gòu)成及工作特點如下：

1,、一次匝數(shù)少,，二次匝數(shù)多

用于電力系統(tǒng)中的電流互感器，其一次繞組通常是一次設(shè)備的進(jìn),、出導(dǎo)線,，只有1匝或2匝;其二次匝數(shù)卻很多。如：變比為1250/1的電流互感器,，其一次為1匝,，二次匝數(shù)有1250匝。

2,、鐵芯中工作磁密很低,，系統(tǒng)故障時磁密大

正常運行時，電流互感器鐵芯中工作磁密很低,，其一次與二次保持安匝平衡。當(dāng)系統(tǒng)故障時,，由于故障電流很大,，二次電壓很高，勵磁電流增大,，鐵芯中磁密急劇升高,，甚至使鐵芯飽和。

電流互感器的構(gòu)成及工作特點：

3,、高內(nèi)阻,，電流源

正常工況下，鐵芯中的磁密很低,，勵磁阻抗很大,，而二次匝數(shù)很多。從二次側(cè)看進(jìn)去,，其阻抗很大,。負(fù)載阻抗與電流互感器的內(nèi)阻相比,，可以忽略不計，故負(fù)載阻抗的變化對二次電流的影響不大,，可稱之為電流源,。

4、需要二次負(fù)載小(相對電壓互感器)

電流互感器的二次負(fù)責(zé)如果很大,，運行時其二次電壓很高,，勵磁電流必然增大，從而使電流變換的誤差增大,。特別是在系統(tǒng)故障時,，電流互感器一次電流可能達(dá)額定電流的數(shù)十倍，致使鐵芯飽和,，電流變換誤差很大,，不滿足繼電保護(hù)的要求，甚至使保護(hù)誤動,。

5,、二次回路不得開路

電流互感器的二次回路不得開路。如果在運行中二次回路開路,，二次電流消失,，去磁作用也隨之消失，鐵芯中的磁密很高;又由于二次匝數(shù)特多,，二次電壓會很高,，有時可達(dá)數(shù)千伏，危及二次設(shè)備及人身安全,。

電流互感器的極性

為什么電流互感器一,、二次要標(biāo)出極性：

因為電力系統(tǒng)負(fù)荷方向的存在，二次設(shè)備用的二次電流必須和一次潮流相對應(yīng),，故需要一,、二次標(biāo)出極性。任何一側(cè)的引出端子出錯,，都會使二次電流相位變化180度,，影響二次設(shè)備的正常工作。

電流互感器的極性一般采用減極性的標(biāo)注方法：

電流互感器一,、二次側(cè)一般都標(biāo)有“*”或腳注(如1作頭,，2作尾等)。

所謂“減極性”

一,、二次側(cè)引出端子上同一符號或同名腳注為同極性端子,。采用的是減極性標(biāo)注：當(dāng)一次繞組從標(biāo)1的端子通入交流電流時，在二次繞組回路中感應(yīng)的電流應(yīng)從標(biāo)1端流出,。從兩側(cè)同極性端觀察時,，一,、二次側(cè)電流的方向相反。

電流互感器的誤差

在具有鐵芯的電流互感器中,，由于勵磁電流IM的存在(呈感性),，電流互感器二次電流I2與一次實際電流I1幅值不同，相位也不同,。

所以反映電流互感器測量誤差的由變比誤差和相位誤差構(gòu)成,。設(shè)變比為Y。

變比誤差=100%*(I1–I2*Y)/I1

一般我們要求變比誤差不大于10%,，相位誤差不大于7度

電流互感器10%誤差的校核

其方法主要是計算出在大短路電流時二次回路的大允許阻抗ZMAX,，與該二次回路的實際阻抗ZL(二次負(fù)載)進(jìn)行比較，該實際阻抗必須小于大允許阻抗,，即ZL小于等于ZMAX,。

電流互感器的負(fù)載阻抗

電流互感器實際負(fù)載阻抗的測量

電流互感器二次回路的負(fù)載阻抗一般通過實際測量后得出。

負(fù)載阻抗測量注意事項

1,、測量電流二次回路負(fù)載阻抗時,，必須包括連接電纜與所有可能接入的負(fù)載。

2,、必須使用50HZ的交流試驗電源,。

3、在無法判定哪一相或哪一種接線二次負(fù)載大時,，應(yīng)測量所有方式下的二次負(fù)載,，取其中大值。

電流互感器的準(zhǔn)確度

1,、測量,、計量用的電流互感器繞組

為了保證計量、測量的準(zhǔn)確性,，保證保護(hù)裝置動作可靠,、正確，電流互感器必須達(dá)到一定的準(zhǔn)確度,。

在國標(biāo)GB1208-1997中，規(guī)定測量用的電流互感器的準(zhǔn)確度等級分為0.1,、0.2,、0.5、1,、3,、5等六個標(biāo)準(zhǔn)，這是一個相對誤差標(biāo)準(zhǔn),。

1.0-1的四個標(biāo)準(zhǔn)其二次負(fù)荷應(yīng)在額定負(fù)荷的25%-100%之間,，3,、5兩個標(biāo)準(zhǔn)其二次負(fù)荷應(yīng)在額定負(fù)荷的50%-100%之間，否則準(zhǔn)確度不能滿足要求,。

由于現(xiàn)實應(yīng)用當(dāng)中,，負(fù)荷范圍比較廣，有時候?qū)?zhǔn)確度要求較高,。

我們會采用經(jīng)補償?shù)?.2S和0.5S電流互感器,，該電流互感器在1%-120%額定負(fù)荷間均能滿足準(zhǔn)確度要求。

開關(guān)柜運行過程中,，絕緣材料會受到高溫,、高壓、油污,、化學(xué)物質(zhì),、振動等各方面的作用，絕緣性能不斷惡化,，加快了局部放電的速度,，反過來局部放電又對絕緣的惡化起到推動作用。因此使用局部放電檢測儀檢測開關(guān)柜的局部放電可以有效預(yù)防故障,。

在開關(guān)柜絕緣系統(tǒng)中,，各部位的電場強度存在差異，某個區(qū)域的電場強度一旦達(dá)到其擊穿場強時,，該區(qū)域就會出現(xiàn)放電現(xiàn)象,，不過施加電壓的兩個導(dǎo)體之間并未貫穿整個放電過程，即放電未擊穿絕緣系統(tǒng),，這種現(xiàn)象即為局部放電,。絕緣介質(zhì)中電場分布、絕緣的電氣物理性能等決定了發(fā)生局部放電的條件,，一般情況下高電場強度,、低電氣強度的條件下容易出現(xiàn)局部放電。雖然局部放電通常不會貫通性的擊穿絕緣,，但是卻可能局部損壞電介質(zhì),，如果長期存在局部放電的現(xiàn)象，則基于特定的條件下會降低絕緣介質(zhì)的電氣強度,。由此可見,，局部放電屬于電氣設(shè)備中的隱患，其破壞過程體現(xiàn)出緩慢性,、長期性的特點,。通常局部放電的特性可以較好的印證絕緣缺陷，可以通過局部放電的特性來分析絕緣的局部損壞程度。很大程度上對各種局部放電特性進(jìn)行綜合測量,，可以對產(chǎn)品的絕緣水平進(jìn)行客觀的評價,。

2局部放電的種類特點

2.1電暈放電

通常在氣體包圍的高壓導(dǎo)體周圍會出現(xiàn)電暈放電，比如高壓輸電線路或者高壓變壓器等,，這些高壓電氣設(shè)備的高壓接線端子暴露在空氣中,，因此發(fā)生電暈放電的機率相對較大。電暈放電體現(xiàn)出的是典型的,、極不均勻電場的特征,，也是極不均勻電場下*的自持放電

形式。很多外界因素均會對電暈起始電壓產(chǎn)生影響,，比如電極的形狀,、外加電壓、氣體密度,、極間距離以及空的濕度與流動速度等等,。

2.2沿面放電

通常在絕緣介質(zhì)表面會出現(xiàn)沿面放電的現(xiàn)象。這種局部放電的形式屬于特殊的氣體放電現(xiàn)象,，電力電纜,、電機繞組、絕緣套管的端部等位置比較常見沿面放電,。一旦介質(zhì)內(nèi)部電場的強度低于電極邊緣氣隙的電場強度,，而且介質(zhì)沿面擊穿電壓相對較低，沿面放電就會發(fā)生在絕緣介質(zhì)的表面,。通常電壓波形,、電場的分布、空氣質(zhì)量,、介質(zhì)的表面狀態(tài),、氣候條件等均會對沿面放電電壓產(chǎn)生影響，所以沿面放電體現(xiàn)出不穩(wěn)定的特點,。

2-3內(nèi)部放電

固體絕緣介質(zhì)內(nèi)部比較常見內(nèi)部放電,。在生產(chǎn)加工絕緣介質(zhì)時難免存在材料與工藝缺陷的問題，導(dǎo)致絕緣介質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)內(nèi)部缺陷,，比如摻人少量的空氣或者雜質(zhì)等,。一旦絕緣受到高壓作用，內(nèi)部缺陷就有發(fā)生局部擊穿或者重復(fù)性擊穿的可能,。通常介質(zhì)自身的特性,、氣隙大小、缺陷的位置與形狀,、氣隙氣體的種類等會對內(nèi)部放電的發(fā)生條件產(chǎn)生影響。

2.4懸浮電位放電

這種局部放電的形式是指高壓設(shè)備中某個導(dǎo)體部件存在結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷,，或者其它原因?qū)е陆佑|不良斷開,，終造成該部件位于高壓電極與低壓電極之間并根據(jù)其位置的阻抗比獲得分壓發(fā)生放電,，針對該導(dǎo)體部件上對地電位稱其為懸浮電位。導(dǎo)體具有懸浮電位時,，通常其附近的場強會比較集中,，而且會破壞四周絕緣介質(zhì)的形成。一般在電氣設(shè)備內(nèi)高電位的金屬部件或者處于地電位的金屬部件上容易發(fā)生懸浮電位放電,。

局部放電檢測儀

3開關(guān)柜局部放電檢測方法

針對開關(guān)柜而言,，其局部放電檢測方法包括以下幾種：

3.1地電波檢測

在高壓開關(guān)柜絕緣層中發(fā)生局部放電時會產(chǎn)生電磁波，而開關(guān)柜的金屬外殼會將這種電磁波屏蔽掉一大部分,，不過仍有小部分會通過金屬殼體的接縫或者氣體絕緣開關(guān)襯墊傳播出去,，而且還會產(chǎn)生一個地電波通過設(shè)備金屬殼體外表面?zhèn)飨虻叵隆５仉姴ǖ姆秶ǔＴ趲缀练敝翈追虚g,，而且上升時間內(nèi)有幾個納秒,。可以將探頭設(shè)置于工作狀態(tài)中的開關(guān)柜的外表面,，對局部放電活動進(jìn)行檢測。

3.2超聲波檢測

其實超聲波檢測屬于機械振動波的一種,，基于能量的角度而言,，局部放電的過程即為能量瞬時爆發(fā)的過程，電能通過聲能,、光能,、熱能以及電磁能的形式釋放出去，電氣擊穿發(fā)生在空氣間隙,，瞬間就可以完成放電,，此時電能也會在一瞬間轉(zhuǎn)化為熱能，放電中心的氣體受到熱能的作用會發(fā)生膨脹,，通過聲波向外傳播,，傳播區(qū)域內(nèi)氣體被加熱后形成一個等溫區(qū)，其溫度超出環(huán)境溫度;等到這些氣體冷卻后開始收縮,，則會產(chǎn)生后續(xù)波,，后續(xù)波的頻率以及強度均比較低，包含各種頻率分量,，有很寬的頻帶,，超聲波的頻率大于20kHz。因為局部放電的區(qū)域相對較小,，所以局放聲源即為點聲源,。

3-3超高頻檢測法

時間變化過程中，局部放電所產(chǎn)生的電磁振動會產(chǎn)生電磁波，在固氣與氣體介質(zhì)中,，局部放電脈沖會發(fā)生非常豐富的電磁波超高頻分量，高可達(dá)數(shù)GHz,。實際應(yīng)用過程中,，局放信號的檢測可以利用兩個探頭來進(jìn)行,，將探頭檢測到信號的時間順序作為判斷依據(jù)，放電源的距離較近,，就會被先檢測到;探頭位置不斷變化,，可以將放電源的大致位置逐步判斷出來?；蛘咄ㄟ^多個探頭，將探頭檢測局放信號的時間差列方程組,，可以求出放電源的三維空間坐標(biāo)，終確定放電源,。該方法的靈敏度相對較高,，且具備較強的抗干擾能力，而且開關(guān)柜上通常有接縫或者小玻璃窗,，可以不用考慮該方法在*密封條件下很難檢測的要求,。

3.4綜合檢測技術(shù)

其實無論哪種檢測方法均有一定的局限性，無法將開關(guān)柜的運行狀態(tài)客觀,、全面,、真實的反映出來，還會出現(xiàn)誤判的可能,。由于放電類型能量的釋放形式不同,、各種檢測方法的實用性與靈敏度也存在差異，所以在對開關(guān)柜局部放電檢測過程中,，要將上述檢測手段綜合應(yīng)用,，以地電波檢測為主,、超聲波檢測及超高頻檢測為輔來進(jìn)行,。

4局部放電分析技術(shù)

具體而言，常用的局部放電分析技術(shù)包括以下幾種：,，橫向分析法,，即對同個開關(guān)室中開關(guān)柜的檢測結(jié)果做出橫向比較,，如果其中一個開關(guān)柜的檢測結(jié)果大于現(xiàn)場背景值以及其它開關(guān)柜的測試結(jié)果，則可以確定該設(shè)備可能存在缺陷;第二,，趨勢分析法,，分析同一個開關(guān)柜在不同時間的檢測結(jié)果，進(jìn)行縱向比較判斷開關(guān)柜的運行趨勢,。根據(jù)特定的周期檢測開關(guān)室中的開關(guān)柜，保留每次的檢測結(jié)果,，后續(xù)就可以根據(jù)檢測結(jié)果對設(shè)備局部放電狀態(tài)變化的趨勢進(jìn)行分析;第三,，閾值比較，即提供判斷閾值,，將其與開關(guān)柜的檢測結(jié)果做出比較,，分析結(jié)果判斷開關(guān)柜的運行狀態(tài)?？梢愿鶕?jù)以下根據(jù)做出判斷：開關(guān)室內(nèi)背景值與測試值都在20dB以下時,，開關(guān)設(shè)備正常，下月再次進(jìn)行巡檢;開關(guān)室內(nèi)背景值在20dB以下,，而某些開關(guān)柜的測試值在20～30dB,，對該開關(guān)柜加強關(guān)注，縮短檢測周期,，觀察檢測幅值的變化趨勢;;如果開關(guān)室內(nèi)背景值在20dB以下,，而某些開關(guān)柜的測試值大于30dB，該開關(guān)柜有局部放電現(xiàn)象,，應(yīng)使用定位技術(shù)對放電點進(jìn)行定位,。

總之，局部放電體現(xiàn)出一定的復(fù)雜性,，通常在絕緣內(nèi)部擊穿場強相對較低的部位容易發(fā)生局部放電,，而且絕緣介質(zhì)內(nèi)部的電場分布、絕緣的電氣性能均對發(fā)生局部放電的條件起著決定性作用,。而在局部放電檢測儀實際檢測過程中,，要選擇合理、適用的檢測方法與分析方法,，及時排除故障,，保證開關(guān)柜處于良好的運行狀態(tài)。

2,、保護(hù)用的電流互感器繞組

保護(hù)用的電流互感器的準(zhǔn)確度要求一般沒有測量的高,，但其不僅要求在額定一次電流誤差不超過規(guī)定值，由于其要求在故障電流大時有較好的傳變特性,，所以在一定短路電流倍數(shù)下誤差不超過規(guī)定值：

P類：要求在給定的短路電流下復(fù)合誤差不超過規(guī)定值,。一般用aPb的形式表示誤差等級,。如5P10,其含義是在10倍互感器額定電流下的短路電流時，其誤差不超過5%,。a：是準(zhǔn)確度等級,。b:保證準(zhǔn)確度的允許大短路電流倍數(shù)。

TP類：這類保護(hù)用電流互感器要求在規(guī)定工作環(huán)境的暫態(tài)條件下保證規(guī)定的準(zhǔn)確度;如TPY級在鐵芯中設(shè)置了一定的非磁性間隙,，其相對非磁性間隙長度(實際非磁性間隙長度與鐵芯磁路長度的比值長度)大于0.1%,。從而限制了剩磁，TPY級適用于帶重合閘的線路保護(hù),，單不宜用于斷路器保護(hù),。