电流互感器现场试验中误差大幅度偏差问题的研究
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摘 要：近年来，电流互感器产品出厂试验合格问题受到人们的广泛关注，产品从出厂整理、包装、运输，再到用户现场，经常存在试验误差问题。基于此，该文以电流互感器误差偏差问题作为研究对象，根据电流互感器的结构原理，分别从一次绕组串联并联、一次绕组故障、二次绕组故障等方面，阐述电流互感器现场试验过程中误差出现大幅度偏差问题。
关键词：电流互感器 现场试验 大幅度偏差
中图分类号：TM452 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）05（a）-0041-02
电流互感器从出厂到使用，人们需要通过现场试验了解电流互感器存在的误差，如果误差处于允许范围内，该电流互感器可以投入使用，如果误差超过额定范围，设备需要额外检验。作为变换电流的变压器，电流互感器在正常使用条件下，互感器二次绕组接测量仪器仪表，人们需要观察电流实际变化情况，从而掌握电流互感器的误差信息。
1 电流互感器的结构原理分析
电流互感器现场试验中，线路一次电流通过，并产生变化时，电流互感器二次电流也会产生相应的变化，相关信息也会同时传递给仪器仪表设备。为了满足人们对多种一次二次电流比值变化需求，在设计电流互感器产品的时候，就会按照相关标准通过一次绕组多匝或二次绕组多抽头实现电流互感器的优化设计。应用到的磁动势平衡方程为I1N1=I2N2，其中一次绕组就是采用一次绕组串联与并联切换接入的方式，在不同电流情况下保证电流互感器的匝数不变化，通过保持该数据的不便得到通过电流互感器的电流比，而二次绕组指的是通过不同的抽头，与一次电流相互对应，进而得到通过电流互感器的电流比[1]。
2 电流互感器现场试验中误差大幅度偏差问题分析
2.1 一次绕组串联、并联结构原理分析
研究人员使用电流互感器进行现场试验，实验中发现电流互感器误差出现了较大程度的偏差问题。分析一次绕组串并联原理，了解电位联接情况，查看电流互感器的储油柜电位，明确了通过电流互感器的电流基本走向。一次绕组视为一匝，不管电流互感器是串联还是并联的联接方式，电位都要同电流互感器储油柜完成相连，并且与电流互感器端子处保持绝缘状态。这样才能够保证电流互感器的电流走向不会发生改变，还能够保证储油柜不会在电场内发生悬浮放电的现象[2]。
2.2 一次绕组故障分析
2.2.1 产品内部故障
分析电流互感器产生误差的原因，首先要考虑到电流互感器自身是否存在故障。电流互感器出厂之后，在运输或安装过程中如果绝缘发生损坏，那么部分电位就有可能与储油柜相通，电流互感器电流走向也会因此发生变化。一次电流通过電流互感器的储油柜，发生反流，部分电流实际情况上并没有通过电流互感器下部油箱二次绕组，进而使电流互感器一次电流对二次电流产生的励磁发生改变，导致误差发生严重的偏离。这种故障问题出现时，人们现场对电流互感器进行试验，发现每个二次绕组产生的误差都不符合设备规格要求，且误差出现大幅度偏差问题。经过研究人员的科学统计，这种情况比较少，因此诊断故障时很容易辨别故障原因[2]。
2.2.2 现场试验过程中一次母线联接故障
针对电流互感器进行现场试验时，母线连接了电流互感器的子端，侧母线和储油柜之间的绝缘距离小，或者二者出现搭接现象，甚至是侧母线与储油柜上螺栓搭接在一起，都会引发一次电流在通过储油柜时出现分流现象。这一现象就会改变一次电流对二次电流的励磁，产生的误差也会偏大。比如某厂家生产的电流互感器产品，传感器可以测量频率范围：从0.7Hz到350MHz，电流范围从：50mA到500kA的任意电流信号，包括测量瞬态信号、谐波、脉冲、正弦型、射频以及各种复杂电路信号，且保证测试精度不低于1%。使用者收到产品后，先对电流互感器进行试验，发现侧母线和储油柜上部螺栓出现了搭接现象，正是因为这一原因产生的电流误差。随后，该用户在电流互感器产品厂家指导下，将侧母线与螺栓搭接处进行调整，再次经过实验后，电流互感器的误差合格。经过猜想，该用户产生误差大幅度偏差的原因应该是电流互感器在运输环境中的问题。
与上文提到的内容相同，出现这一故障时，电流互感器每一个二次绕组误差均不合格，且误差的偏差比较大，但是电流互感器产品没有出现漏油情况，外观上也没有遭到损坏。经过分析得知，出现这种问题是比较普遍的，这与用户对电流互感器结构不够了解有关，虽然用户购买了电流互感器，但是对互感器上储油柜联接情况并不了解，试验时如果误差不合格，需要将母线连接的问题进行排除，然后再继续考虑[3]。
2.3 二次绕组故障原因分析
2.3.1 二次绕组外绝缘破损形成短路环引发故障
当电流互感器产品出现后，会经过一系列程序被消费者购买。电流互感器在运输环节中最容易出现故障，即使产品出厂时已经被检测合格，但是由于运输距离远，二次绕组的数量比较多，经过长期颠簸下，二次绕组外绝缘部分容易发生损坏现象。人们对电流互感器加以试验时，就会出现导线短接问题。出现这种情况一般属于个别电流互感器二次绕组误差偏差过大，而不是整个电流互感器的二次绕组不合格。经过统计可知，这一故障现象发生概率很低，只属于个别故障情况。
2.3.2 现场试验中二次绕组开路分析
电流互感器在运行中，二次回路必须接有负荷，或者直接短路。如果一次绕组中存在电流，二次绕组呈现出开路状态，那么二次反磁现象并不存在，一次绕组的磁势被用来励磁，容易造成电流互感器的开路电压情况。最终，二次绕组铁心出现剩磁，如果人们没有对这一现象加以关注，直接将未通过试验的电流互感器拿来使用，将会导致不退磁现象，误差也会持续增大，甚至会危及使用者的人身安全。经过分析得知，出现这种状况一般情况下属于电流互感器的二次绕组误差不合格，并不是整个电流互感器产品不合格，这一故障现象与上文提到的故障同样属于个别想象，并不常见。
2.3.3 现场试验中带抽头二次绕组短接分析
研究人员对电流互感器展开多样化误差分析，为了满足使用者对电流互感器的高质量要求，厂家在设计电流互感器绕组时使用了抽头式二次绕组。使用的时候，多个抽头情况下二次绕组除了有一组需要接入电流互感器以外，剩下的绕组不能和抽头进行短接。按照上文提到的电流互感器磁动势平衡方程，需要探究通过电流互感器的负荷电流情况，将两个并联的绕组进行磁通。
2.4 现场试验结果分析
根据上文提到的与电流互感器相关的误差假设，对于一次绕组部位来说，不管是外部环境联接问题，还是内部环境自身缺陷问题，整个电流互感器产品的二次绕组全部误差不合格。研究人员在进行电流互感器产品现场试验时，需要对一次绕组接入母线额外注意，明确母线不可以直接与端子以外任何金属构件联接，防止电流通过电流互感器储油柜时发生分流现象。如果电流互感器上存在多个抽头，二次绕组除了有一组接入以外，不能让剩下的二次绕组与抽头短接。如果不使用二次绕组，并发生了短接现象，将会感应出较高的开路电压，严重情况下会危及个人人身安全。因此，人们在使用电流互感器时需要掌握它的实用特点：使用简单，非接触测量;擅长测量高脉冲，崎岖电流信号;不能测量直流信号;需要考虑发热;需要防止磁饱和现象。
3 结语
总而言之，随着检测技术的发展，人们针对电流互感器展开现场试验时，可以按照一次绕组与二次绕组的实际情况查看是否有误差偏大问题。如果二次绕组的接线没有问题，可以考虑绝缘是否被损坏、电流互感器内部是否存在环流电流现象，通过有效的措施解决问题。
参考文献
[1] 陈丽林，谢琳，肖方.电力计量互感器误差的现场测试技术分析[J].通信电源技术，2019，36（2）：235-236.
[2] 周迁.剩磁对电流互感器误差的影响[J].通信电源技术，2018，35（12）：32-33.
[3] 王子凯.电流互感器现场试验中误差大幅偏差问题的研究[J].变压器，2018，55（5）：67-68.
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