高压电气试验员资格证【高压电气试验设备现状分析及技术改造】

　　中图分类号：S972.7+4 文献标识码：A　　摘 要：随着人类用电需求的越来越大，高压电气设备的使用也越来越普遍。就目前情况来看，对于高压电气设备是否正常运转，主要是利用高压电气试验设备来进行检验的。本文笔者结合自身经验阐述与分析了电流互感器的现状，并对电流互感器的试验及技术改造情况做了说明。
　　关键词：高压电气 电流互感器 现状 技术改造
　　高压电气试验的目的是为了做好高压电气设备运行的检验工作，具体来说就是试验设备的运行状况以及设备的绝缘性好坏的检验，如互感器等方面的检验就是本文讨论的中心问题。
　　一、电流互感器现状分析
　　电流互感器（TA）是由闭合的铁心与绕组构成（TA即电流互感器的英文缩写）。
　　（一）电流互感器的分类
　　1.按用途分：保护用电流互感器、测量用电流互感器。
　　2.按电流变换原理分：电磁式电流互感器、光电式电流互感器。
　　3.按绝缘介质分：油浸式电流互感器、干式电流互感器、浇注式电流互感器、气体绝缘电流互感器。
　　4.按安装方式分：支柱式电流互感器、贯穿式电流互感器、套管式电流互感器、母线式电流互感器。
　　（二）电流互感器的技术要求
　　1.额定容量：指的是额定二次电流在通过二次额定的负荷时消耗的视在功率。它一般用视在功率V.A表示，当然有时候也用Ω（二次额定负荷阻抗）表示。
　　2.一次额定电流：指的是允许通过电流互感器一次绕组的用电负荷电流。电流互感器可以长期在一次额定电流下工作，而负荷电流超过了额定电流值称作过负荷，若长期在过负荷下工作，容易烧坏绕组，减少电流互感器的使用寿命。　　3.二次额定电流：指的是电流互感器二次绕组允许通过的一次感应电流。
　　4.额定电流比：一次额定电流同二次额定电流的比值。
　　5.额定电压：一次绕组对地能够长期承受的最大电压，它不应低于所接线路中的额定相电压。它的额定电压等级一般分为0.5，3，6，10，35，110，220，330，500kV等。
　　此外，还包括准确度等级、比差、角差、热稳定及动稳定倍数等。
　　二、电流互感器试验
　　本文主要分析了三类电流互感器的试验，现将其各自的试验原理介绍如下：
　　（一）普通电流互感器
　　普通电流互感器的结构应该是最基本也是最简单的，它是由彼此绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心及构架、壳体、接线端子等部件组成。它的工作原理在一定层面上和变压器基本相同，一次绕组的匝数(N1)很少，直接将其串联在电路中，一次负荷电流( )经过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生了按比例减小的二次电流( )；二次绕组的匝数(N2)比较多，它与继电器、变送器、仪表等电流线圈的二次负荷(Z)形成一个串联的闭合回路，见图1。
　　图1　普通电流互感器结构原理图
　　因为一次绕组和二次绕组的安培匝数相等，所以I1N1=I2N2，电流互感器的额定电流比： 。电流互感器在实际运行中的负荷阻抗比较小，二次绕组几乎等于短路状态，相当于一个已经短路的变压器。
　　（二）穿心式电流互感器
　　穿心式电流互感器不设一次绕组，载流导线由L1至L2穿过用硅钢片擀卷特制的圆形铁心起到了一次绕组的作用。二次绕组则直接均匀缠绕在圆心铁心圈上，同继电器、变送器、仪表等电流线圈的二次负荷组成一个串联的闭合回路，见图2。
　　图2　穿心式电流互感器结构原理图
　　由于穿心式电流互感器，并没有设一次绕组，所以它的变比可以根据一次绕组通过互感器铁心圈上的匝数来确定，穿心匝数越多，变比越小；反之，穿心匝数越少，变比越大，额定电流比： 。（式中I1——穿心一匝时一次额定电流；n——穿心匝数。）
　　（三）GIS空芯线圈电流互感器
　　空芯线圈TA传感器部分一般采用在截面积为S的测量线圈，这种测量线圈均匀缠绕在非磁性环形骨架上，这种线圈交链的磁链同骨架中被测电流ix之间表现出一种线性关系。线圈半径r大于截面宽度d时，线圈单位的长度dl上的小线圈（总匝数为N）所交链的磁链为dφ=(NSB1/2πr)dl，其中B1为磁感应强度B在测量线圈轴线上的切线分量。线圈的感应电势如图3所示：
　　图3
　　线圈的骨架材料与尺寸以及绕线线圈的半径一定时，r、N、S均为恒定值，e（t）就正比与dix/dt。
　　按ICE标准，模拟电路一般将保护与测量的额定输出信号调整为0.15、4V；而数字输出分别为01CFH、2D41H。它的系统结构如图4，GIS中的三相电流总共有6路信号，一起进入模数（A/D）转换器进行同步采样以及转换，处理好信息后由数字口输出，然后交给控制室内的计量/测量、继电保护装置进行处理。
　　图4 空芯线圈结构原理图
　　由于空芯线圈TA无铁心和磁饱和。因此它在一定程度上改观了电磁式TA范围小与频带窄的缺点，也改善了测量的准确度与稳定性。此外，它的体积与质量也比传统TA要小得多，利于电源互感器的绝缘设计与小型化；常规模式下的高压电子TA经常处于高电压端，它的电子电路供电便成为了一大难题，而GIS空芯线圈TA处在地电位，能够直接用220KV进行供电，提高了产品的可靠性。
　　三、技术改造
　　不论是哪种电流互感器的研发，都应该跟着科学的脚步前进。优胜劣汰，如果某一种电流互感器无法适应快速发展的节奏，逐渐远离了人们的生活，那它就应该被淘汰，这就如生活一样，是一个残酷的过程，能者上无能者下。当前来看，GIS空芯线圈的电流互感器正是我们应该长期坚持发展的类型，它有着先进的科学含量、无比优越的优势。
　　同时，要吸取国外先进技术的经验，进行整合与反思，充分利用本国所有的资源，发展国内先进的生产水平。就当前来看，我国技术已经慢慢追赶上了发达国家的水平，我们就应该抓住这个机会，在认识自我优势的基础上，借鉴他国的优点，科学地进行整合，开拓出属于我国特有的电流互感器。
　　四、结 语
　　从当前厂内的情况而言，电流互感器的生产要想达到世界一流的先进水平还有很大的差距。不过，我们可以利用厂内的资源，充分吸取国内外的先进技术，进行自我开拓与创新，希望在不久以后，就能跟上国内外优秀水准的脚步。
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