校验仪的测量准确度比较高,但是由于它的工作线路比较复杂,特别是它的一系列技术特性,要求在检定或测量时,必须正确使用。
一、外磁场的影响
在互感器校验仪的实验室里,对有关测量设备和供电设备,甚至对大电流的载流导线要进行合理布局,否则,将使互感器校验仪产生较大误差。一般来说,至少要让互感器校验仪离开升流器与大电流导线不少于(3~15)米的距离。
二、接线方式
在将标准互感器与被检互感器连接到互感器校验仪时,首先必须保证接线的极性正确。否则,从取差电路取得的信号有可能不是两个电流(或电压)之差,而是两个电流(或电压)之和,易将互感器校验仪烧坏。
其次,还必须考虑互感器的高低电位端。对于来说,只有当其初级电路中的L1端与次级电路中的K1端处于接近地电位时,测量其从L1端注入的电流与从K1端输出的电流,才代表该互感器的真实误差。对于来说,它的X端与x端处于低电位,而A端与Q端处于高电位,根据JJG314-1994规程,在检定时将标准互感器的a端与被检互感器a端短接在一起,而在两者的X端之间取其次级电压之差。如果电位端的极性接反,则可能引起泄漏误差。对于电流互感器与电压互感器而言,在准确度较高时(例如0.05级以上),这种因素的影响较为明显。而在0.1级以下互感器上做试验时,影响相对较弱。
三、接地问题
接地是减小泄漏电流影响的一种方法。在采用互感器校验仪进行互感器的检定或阻抗导纳的测量时,无论对于电流互感器还是电压互感器,都要考虑将互感器校验仪的电路始终处于低电位状态,减小其对地的泄漏电流。
但是,对于电流互感器而言,在采用差值比较法进行检定时,又不允许将其K1端直接接地,因而要根据具体电路的实际情况选择合理的接地点。为了使这一接地措施行之有效,在利用互感器校验仪进行检定或测量时,一定要将面板上设置的接地端钮可靠接地。
为了减小电流互感器初级电路对互感器校验仪产生的泄漏电流,也要对初级电路采取接地措施。一般来说,当初级额定电流大于1A时,可在初级电路的任一侧接地。但当初级额定电流大于或等于1A时,根据JJG313-1994的规定,则应采用对称支路的措施实现虚地。当然,有的流互感器在自身电路中设置了辅助接地点并允许直接接地,这样就减少了操作上的麻烦。
四、量程的合理选择
互感器校验仪的功能较多,在使用时一定要把功能开关选对,量程要选准。否则容易引起不必要的人为故障。例如,检定额定次级电流为1A的电流互感器时,如果不慎将互感器校验仪的量程置于5A的位置,就很容易使被试电流互感器与标准电流互感器产生5倍的过载,这是十分危险的。对于电压互感器的检定,也同样存在类似的问题。
五、负载匹配
电流互感器与电压互感器的误差特性对于负载阻抗(或导纳)十分敏感,如果负载选择不匹配,就很可能产生误判,或是使受检的互感器在标准传递过程中失准。为此,要对接入互感器校验仪的标准互感器与被检互感器分别进行阻抗(或导纳)匹配,即要使其检定电路中所承担的实际负载等于该互感器在技术条件中规定的额定负载。由于互感器校验仪的有关电路已经给互感器构成一部分负载,故要先对互感器校验仪的有关电路(包括导线在内)进行内负载(阻抗或导纳)的测试。然后,结合电流负载箱或电压负载箱的实际参数,用参数合适的连接导线进行准确的匹配后,方能工作。
六、极性试验
在正式检定误差之前,都要先检查其极性的正误,如果连线方式正确,仍然发现极性指示器动作,则表明被检互感器的内部极性有问题,否则应再试验。如果此时测量线路正常,则表明被检互感器的极性接反。这一步决不可省略,否则容易产生人为事故。
七、电流互感器次级开路
对于一般的电流互感器而言,其次级绕组的匝数很高,在带额定电流工作的条件下,一旦发生次级开路,将会在次级绕组上产生很高的开路电压,危及设备与人身安全,故在做电流互感器试验时,要禁止其在额定电流下发生开路。
八、退磁
电流互感器的铁芯一般有两种材料,即铁镍合金(即坡莫合金)或硅钢片。对于用铁镍合金作铁芯的电流互感器,如果采用空载(即次级开路)退磁,往往会发生激磁电流升不起来的现象,故可以采用闭路退磁法。而以硅钢片为铁芯的电流互感器,则采用两种方法均可。
九、灵敏度检查
在使用互感器校验仪进行检定或测量时,应该保证测量线路达到足够的灵敏度。为此,要在试验过程中检查线路灵敏度是否够用。对于谐振式检流计还要随时调谐,使其灵敏度达到最大。但在试验时应逐步提高其灵敏度档次,直至线路灵敏度达到要求为止。
十、测量量程的选用原则
由于互感器校验仪在每个量程的不同工作点进行检定或测量时,其本身产生的测量误差是不等的,一般来说,工作点越接近测量满刻度,则其测量误差越小。故为了尽量减小由互感器校验仪产生的测量误差,应该尽量使其工作在每个量程的半满度以上。当然,可以是根据检定允许误差的要求,结合互感器校验仪的实际误差特性,进行定量的误差估点,这样比较可靠。做过几次以后,也就有了定量的概念了。
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电流检定项目一般包括外观检查、绝缘电阻测量、工频耐压试验、退磁、绕组极性检查、基本误差测量、稳定性试验等项目。对于额定频率50Hz(或60Hz)的测量用一般需要进行上述项目的检验,下面本文将根据电流互感器的检定规程对这几个项目的操作及要求进行介绍。
一、电流互感器外观检查
必须对被检电流进行全面检查,当被检电流传感器存在以下缺陷,必须修复后再检定:
1) 无铭牌或缺少必要的标志;
2) 接线端子缺少、损坏或无标志;
3) 有多个电流比的互感器没有标示出相应接线方式;
4) 绝缘表面破损或受潮;
5) 内部结构件松动;
6) 其他严重影响检定工作进行的缺陷。
二、电流互感器绝缘电阻测量
用500V测量各绕组之间和各绕组对地的绝缘电阻,互感器一次绕组对二次绕组及接地端子之间的绝缘电阻不得小于40MΩ,二次绕组对地端子之间的绝缘电阻均不得小于20MΩ;额定电压3000V及以上的电流互感器使用2500V兆欧表测量一次绕组与二次绕组之间以及一次绕组对地的绝缘电阻,应不小于500MΩ。
三、被测基本参数
互感器一次绕组对二次绕组及接地端子之间的工频试验电压参见下表1所示施加电压进行测试,试验过程中如果没有发生绝缘损坏或放电闪络,则认为通过试验。
对于一次绕组为分段式,以便通过串、并联得到多种电流比的互感器,其各个独立线圈之间的绝缘应能承受2000V的工频电压。
互感器二次绕组对地端子之间的工频试验电压(有效值)为2000V。
工频耐压试验时间一般为1min,当互感器的绝缘主要是固体有机材料构成时,耐压试验时间应为5min。
四、电流互感器退磁试验
实施开路法退磁时,在一次(或二次)绕组中选择其匝数较少的一个绕组通以10%~15%的额定一次(或二次)电流,在其他绕组均开路的情况下,平稳、缓慢地将电流降至零。退磁过程中应监视接于匝数较多绕组两端的峰值电压表,当指示值达到2600V时,应在此电流值下退磁。
实施闭路法退磁时,在二次绕组上接一个相当于额定负荷10~20倍的电阻(考虑足够容量),对一次绕组通以工频电流,由零增至1.2倍的额定电流,然后均匀缓慢地降至零。
如果电流互感器的铁心绕有两个或两个以上二次绕组,则退磁时其中一个二次绕组接退磁电阻,其余的二次绕组开路。
五、电流互感器绕组极性检查
测量用电流互感器的绕组极性规定为减极性。当一次电流从一次绕组的极性端流入时,二次电流从二次绕组的极性端流出。
采用装有极性指示器的误差测量装置按正常接线进行绕组的极性检查。使用没有极性指示器的误差测量装置检查极性时,应在工作电流不大于5%时进行,如果测得的误差超过校验仪测量范围,则极性异常。
六、电流互感器误差测量
进行误差测量时,按照被检电流互感器的准确度级别和检定规程要求选择合适的标准器及测量设备。
检定线路的接线均应符合以下规定:
1) 标准互感器一次绕组的极性端和被检互感器一次绕组的极性端连接,标准互感器二次绕组的极性端和被检互感器二次绕组的极性端对接;
2) 电流互感器二次极性端与误差测量装置的差流回路极性端连接,二次测量回路接地端与差流回路非极性端连接,差流回路两端电位应尽量相等并等于地电位。
为了避免被测电流从一次极性端泄露,一次极性端应尽量接近地电位。检定额定一次电流大于或等于5A的电流量程时,一次回路可在被检电流互感器的非极性端接地;检定额定一次电流小于5A,准确度高于0.05级的电流量程时,一次回路应通以对称支路间接接地;有一次补偿绕组的标准器或被检电流互感器,应通过该绕组接地。
七、电流互感器稳定性试验
将后续检定和使用中检验的检定结果,与上个周期的检定结果进行比较,互感器误差值的偏差不应大于误差限值的1/2。
通过对电力自动化企业的了解,我们对互感器在使用过程出故障概率较高问题进行分析,并介绍针对性的预防和解决方案。 一、有源类电流互感器、电压互感器易开路损坏问题分析与解决方案 1.原因分析: 有源电流互感器、电压互感器在体积缩小的同时,也带来了如下生产过程中的问题: a.漆包线采用较细的规格(一般为0.08mm),较细的漆包线经焊接后,抗拉强度低,易断。 b.对环绕机要求提高,因磁芯较小,通常环绕机不能加工,需要特殊设备,有的厂家采用手工绕线方式,由于手汗,中间接头等原因,极易造成事故隐患。 c.虚焊点较难检验。 2.预防与解决方案 a.选择美国或德国的环绕机,不采用手工绕线方式生产。 b.采用可靠的焊接方式,即保证不出虚焊点,又能保证焊接后漆包线抗拉强度不降低。 c.通过特殊的热老化方式剔除不可靠产品。 通过我公司的上述预防与解决方案的实施。我公司实现了有源电流互感器、电压互感器三年未发生质量事故。 二、有源电流互感器、电压互感器直接接电阻采样时精确等级下降原因与解决方案。 1.原因分析 有源电流互感器、电压互感器因体积较小,磁芯截面积很小,输出能力较低,直接接电阻采样时精确等级会明显下降,而且最大输出电压也较低。 2.解决方案 有源电流互感器、电压互感器直接接电阻采样时,采样电阻尽量选小阻值电阻,一般不大于400Ω。接不同阻值电阻时精度差异 三、无源电压互感器工作时发热损坏问题分析与预防和解决方案。 1.原因分析 无源电压互感器在绕线加工过程中,会造成漆包线针孔数量增加,使线卷匝间短路或存在匝间短路隐患,在无源电压互感器工作时,线卷会产生磁振动,造成匝间短路。无源电压互感器出现匝间短路现象时,原边工作电流会急剧增加,电压互感器会迅速发热,烧坏电压互感器。 2.预防与解决方案 a.在无源电压互感器生产过程中,电压互感器线卷浸漆充分能很好减弱线卷磁振动,使匝间短路机率大大降低。 b.以无源电压互感器进行电热老化二分关键,它能有效地剔除无源电压互感器前。 四、提高保护电流互感器抗直流分量能力解决方案 由于故障电流直流分量的存在,会使保护电流互感器迅速饱和,采样值随之迅速降低,使保护装置出现误动作。 多数磁性材料由于饱和磁感应强度和剩磁因素的影响,较小的直流成份便会使互感器饱和。 选择高饱和磁感应强度和低剩磁的磁性材料是提高保护电流互感器抗直流能力的关键。 硅钢磁芯虽然有较高的饱和磁感应强度,但其剩磁较高,所以用其制作的保护电流互感器并不理想。 通过增加硅钢的截面积能提高抗直流能力,但提高不多,且会受到体积因素限制。 硅钢开气隙能大大提高抗直流能力,但由其制作的保护电流互感器相位差很大(一般在10°以上),且相位差随温度变化而变化。互感器在使用过程出故障问题分析