变电站设备介绍之电流互感器

一、电流互感器的概述

电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

二、电流互感器的工作原理

在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。

三、电流互感器的结构

1、正立式油浸电流互感器

一次绕组从上部端子引入，以U型或吊环型通过互感器全身，最后又从上部引出，二次绕组分布在互感器的中下部（U型底部或吊环底部），互感器重心低，容易满足抗地震性能要求，一次绕组长，产生热量多，绝缘厚且长，散热困难。大电流温升难解决，小电流高短路电流倍数动稳定问题不易解决。

2、倒立式油浸电流互感器

与正立式相反，一次绕组从互感器上部穿过，不经过互感器器身，重心高，抗震性能差，要求有机械强度高的瓷套。

3、SF6气体绝缘电流互感器

SF6气体绝缘电流互感器分独立式和套装式两类，独立式即单独安装使用，套装式即与其他配电装置配套使用，如GIS等。独立式SF6电流互感器大都采用倒立式结构。

4、浇注绝缘电流互感器

由树脂、填料、固化剂等按一定比例混合，浇注到装有互感器一、二次绕组及其复检的模具内，固化成型后，即成为浇注绝缘电流互感器。目前常用的浇注绝缘电流互感器有单匝贯穿式、多匝贯穿式、多匝链式支柱式等，广泛应用于10~35kV系统。

四、电流互感器的分类

1、按装设地点可分为户内式和户外式。

2、按安装方式可分为穿墙式、支持式（支柱式）、装入式（套管式，装在变压器、断路器等设备的套管上）。

3、按一次绕组匝数可分为单匝式和复匝式。

4、按绝缘类型可分为干式、浇注式（用环氧树脂做浇注）、油浸式、气体式（SF6气体做绝缘）。

五、电流互感器的使用注意事项

电流互感器运行时，副边不允许开路。原因是：

1、电流互感器一次被测电流磁势I1N1在铁芯产生磁通Φ1

2、电流互感器二次测量仪表电流磁势I2N2在铁芯产生磁通Φ2

3、电流互感器铁芯合磁通：Φ = Φ1 + Φ2

4、因为Φ1.Φ2方向相反，大小相等，互相抵消，所以 Φ = 0

5、若二次开路，即 I2 = 0 ，则：Φ = Φ1，电流互感器铁芯磁通很强，饱和，铁心发热，烧坏绝缘，产生漏电

6、若二次开路，即 I2 = 0 ，则：Φ = Φ1，Φ在电流互感器二次线圈N2中产生很高的感生电势e，在电流互感器二次线圈两端形成高压，危及操作人员生命安全

7、电流互感器二次线圈一端接地，就是为了防止高压危险而采取的保护措施。

六、电流互感器的误差

电流互感器的误差一般有三种分别为：电流误差（比值差）、相位差和复合误差

1、电流误差（比值差）

在测量电流时出现的误差，用电流误差的百分值表示，即

其中Kn―额定电流比；Ip―实际一次电流，A；Is―测量条件下通过I时的二次电流，A。

2、相位差

指一次电流和二次电流相量的相位差。若二次电流相量超前一次电流相量时，相位差为正值。

3、复合误差

在过流和短路的情况下，由于铁磁材料的非线性特征，励磁电流中的高次谐波含量很大，波形呈尖顶波，即使互感器一次测电流为正弦波，也会因励磁电流的严重畸变的非正弦波而使二次电流成为非正弦波，在这种情况下，不能用相量图来表示一、二次电流间的关系，因而也不能用电流误差和相位差来表示电流互感器的误差，而必须用复合误差的概念。其定义是：在稳态时，一次电流瞬时值与额定电流比乘积之差的方根值。通常以一次电流方均根值的百分数表示，即

其中Kn――额定电流比；Ip―一次电流方均根值，A；ip―一次电流瞬时值，A；is――二次电流瞬时值，A；T――一个周波的时间，s。

七、电流互感器的检修维护项目

1、检查电流互感器接线端子是否过热，一次接线柱（桩头）有无松动，有无异声及焦臭味；

2、检查油位应正常，器身外壳和膨胀器等无渗漏油现象；瓷质部分应清洁完整，无破裂和放电现象；

3、定期检查绝缘情况。对充油电流互感器定期取油样，试验油质情况；

4、检查电流表三相指示值应在允许范围内，不允许过负荷运行；

5、检查二次侧接地线是否良好，应无松动及断裂现象。运行中电流互感器二次侧不得开路；

6、具有呼吸器的互感器，应检查呼吸器内干燥剂是否受潮变色。

八、电流互感器的典型缺陷及处理方法

下面我分六种常见缺陷分别讲解一下。

1、密封件渗漏油

一般先检查紧固螺栓是否紧固，调整密封件，或者更换老化的密封件。

2、材质不良和焊缝渗漏油

一般采用堵漏胶堵漏或电焊的方法，电焊后必须更换绝缘油。

3、二次小套管渗漏油

打开底板拧紧渗漏油套管的压紧螺母，或轻轻松开压紧螺母，取下螺母及平垫，在螺杆上缠生胶带并涂密封膏，然后再用平垫、螺母将其压紧，以防沿螺牙渗漏油。渗漏油严重的应更换套管。

4、末屏接地装置放电

这主要是末屏接地未接好，因此在安装时的多次验收试验后必须认真检查末屏接地情况，在运行、试验后切勿忘记末屏接地。

5、SF6气室漏气

由于密封圈安装不合格、密封圈老化等原因，SF6气室会出现漏气缺陷。针对漏气的程度有不同处理方法。当漏气量为每年以上补一次气时，应在发现气压偏低时及时补入SF6气体。当漏气量为每三个月以上补一次气时，应加强巡视，在发现气压偏低时及时补入SF6气体。当漏气量为每三个月以内补一次气时，应结合停电计划对漏点进行密封圈更换处理或更换漏气部件。

6、SF6气室微水量超标

SF6气室漏气的常见附带问题是SF6气室微水量超标，它是指气室内渗入过量的水分，使气室的绝缘水平降低，影响设备的正常运行。互感器SF6气室的微水量标准是运行中不大于500ppm，当超出标准时需要对其进行处理。方法是回收SF6气体、更换吸附剂及密封胶圈、充入氮气至0.1MPa、抽真空至133Pa、充入氮气至0.1MPa、静置24小时后测氮气微水、抽真空、充入合格的SF6气体。