電流互感器是計量法規定的強制檢定產品, 按照檢定規程的規定, 每兩年都要對測量用電流互感器進行檢定。因此實驗室檢定電流互感器, 考核其誤差是否合格, 對于電流互感器的量值傳遞, 溯源, 以及電能計量具有重要意義。分析檢定電流互感器誤差過程中常見問題, 提出相應的解決辦法, 對于實驗室正確檢定電流互感器, 保證檢定結果的公正、準確、可靠非常必要。

    1 電流互感器的檢定方法及檢定線路

    實驗室檢定電流感器時, 就是將被測電流互感器與同電流比的標準電流互感器進行比較, 由升流器供給標準電流互感器和被測電流互感器相同的一次電流, 標準電流互感器的二次電流通過互感器校驗儀的標準回路, 被測電流互感器與標準電流互感器二次電流的差值流入互感器校驗儀的差值回路, 然后由互感器、校驗儀讀出誤差數據。

    電流互感器的誤差ε由電流誤差(即比值差) f 和相位差(即角差) δ組成即:

    式中: fp、δp 互感器校驗儀讀出的比值差和相位差;fx、δx被測電流互感器的比值差和相位差; f0、δ0標準電流互感器的比值差和相位差。

    電流互感器檢定線路如圖1所示, 圖中t1為調壓器, 用來調節輸出電壓以調節輸出電流的大小。sl 為升流器, 與調壓器配合, 用來提供被測電流互感器ctx 加上額定的負荷, ct0 為標準電流互感器, 其電流比與被測電流互感器相同; he 為互感器校驗儀, 用來測試差流與二次電流相量之比, 即被檢電流互感器相對于標準電流互感器的誤差。

圖1電流互感器檢定線路。

    2實驗室檢定電流互感器常見問題：

    ( 1) 極性反; ( 2) 變比錯; ( 3) 二次開路; ( 4) 校驗儀誤差讀數異常。

    3 問題分析

    3. 1極性反

    檢定電流互感器時, 要求將標準電流互感器和被測電流互感器一次側和二次側極性端對接, 極性反!緣于標準電流互感器或被測電流互感器一次或二次極性接反。一般互感器檢驗儀都具有 極性反!報警功能。當校驗儀顯示 極性反!報警時, 只要將標準電流互感器或被測電流互感器極性端對調即可。

    3. 2變比錯

    檢定電流互感器時, 要求標準電流互感器與被測電流互感器的電流比相同, 出現 變比錯!的情況即是標準電流互感器與被測電流互感器電流比不同, 這時互感器校驗儀的讀數會超出相應準確度等級的電流互感器誤差限值, 如果電流比相差較大, 還可能超出相應準確度等級的互感器校驗儀的顯示范圍。這時應仔細核對被測電流互感器與標準電流互感器的電流比是否一致, 保證二者的電流比相同即可。

    3. 3二次開路

    檢定電流互感器時, 電流互感器二次嚴禁開路。如果電流互感器二次開路, 則電流互感器二次會產生高壓, 危及人身安全, 如果在檢定電流互感器時, 標準電流互感器或被測電流互感器二次開路(或二次回路開路)則互感器校驗儀表現為: 雖然調壓器輸出電壓增長很快但校驗儀百分表增長緩慢, 一般不超過5% 的額定電流。這時應使調壓器回零, 認真檢查檢定線路, 確保接線正確。

    3. 4校驗儀誤差讀數異常

    校驗儀誤差讀數異常表現為以下兩種情況: ( 1) 讀數為零; ( 2) 讀數超出被測電流互感器準確等級的誤差限值。

    對于情況一, 一般情況下是因為校驗儀差值回路沒有差流, 也即k、d回路無差值信號, 這時應檢查檢定線路差值回路是否短路或是否開路即可。

    對于情況二, 則應仔細分析出現這種情況的各種可能。

    ( 1) 互感器校驗儀超差。

    互感器校驗儀超差時, 應通過互感器校驗儀整體檢定裝置來檢定互感器校驗儀是否合格, 確保互感器校驗儀2級的準確度等級。或者用以下線路圖2來驗證:

圖2互感器校驗儀誤差回路檢定線路。

    ( 2) 標準電流互感器超差。

    標準電流互感器超差一般為補償元件燒壞, 導致標準電流互感器誤差超出其誤差限值, 這時可用電流互感器的自校線路, 來驗證其誤差是否合格, 線路如圖3所示, 或用另一臺合格的標準電流互感器來檢定以確定是否為標準電流互感器超差。

圖3電流互感器自校線路。

    ( 3) 標準電流互感器二次回路或被測電流互感器二次回路阻抗超差。

    標準電流互感器二次回路阻搞超差時會導致標準電流互感器誤差增大, 如果標準電流互感器的誤差大到低于被測電流互感器準確度等級兩個級別時, 會將標準電流互感器的誤差加到被測電流互感器誤差中, 由式( 2)和式( 3)可知, , fx= fp + f 0, δx = δp + δ0, 這時f 0和δ0 就不能忽略不計。

    被測互感器二次回路阻抗增大, 可直接導致被測互感器誤差增大。這時應用電流互感器二次回路測阻抗線路來驗證二者的二次回路阻抗是否超差。如圖4、圖5 所示。

圖4被測電流互感器二次回路測阻抗線路。

圖5標準電流互感器二次回路測阻抗線路。

    4結束語

    以上分析了實驗室檢定電流互感器時可能遇到的問題,并且提出了相應的解決辦法, 在日常的檢定工作中, 應熟練掌握一般電流互感器的檢定原理及檢定線路, 對于常用的互感器校驗儀, 標準電流互感器, 電流負荷箱應定期檢定, 確保檢定結果的正確。