从事电力行业的朋友都知道，变电所内一定会有的一种装置，那就是电流互感器。变电所内为什么要有电流互感器：

我们变电所内的二次设备(如继电保护测试仪、自动装置、测量仪表等)需要对一次系统的电流测量与控制。但是电力系统一次电压很高，电流也很大，且运行的额定参数千差万别。有了电流互感器就可以对一次系统的大电流进行隔离，从而能准确安全地获取电气一次电流信息。

对电流互感器的要求。

一、电流互感器的一次额定电压应与所用电网的额定电压等级相同，其绝缘水平应能承受长期运行及可能出现的短时过电压。

二、变换精度高，应能满足测量精度，确保继电保护动作可靠。

三、变比适当，其变比应能保证系统在额定工况下测量仪表、继电保护及自动装置的测量精度要求及工作在线性区。

四、容量足够大，应满足正常及电力系统短路故障时，继电保护及自动装置的测量精度要求。

五、满足热稳定及动稳定的要求，饱和倍数足够大。

继电保护测试仪

TP-60A微机继电保护测试仪

电流互感器的构成及工作特点：

电流互感器的作用是将电力系统的一次大电流变换成与其成正比的二次小电流，然后输入到测量仪表、继电保护及自动装置中。其构成及工作特点如下：

1、一次匝数少，二次匝数多

用于电力系统中的电流互感器，其一次绕组通常是一次设备的进、出导线，只有1匝或2匝;其二次匝数却很多。如：变比为1250/1的电流互感器，其一次为1匝，二次匝数有1250匝。

2、铁芯中工作磁密很低，系统故障时磁密大

正常运行时，电流互感器铁芯中工作磁密很低，其一次与二次保持安匝平衡。当系统故障时，由于故障电流很大，二次电压很高，励磁电流增大，铁芯中磁密急剧升高，甚至使铁芯饱和。

电流互感器的构成及工作特点：

3、高内阻，电流源

正常工况下，铁芯中的磁密很低，励磁阻抗很大，而二次匝数很多。从二次侧看进去，其阻抗很大。负载阻抗与电流互感器的内阻相比，可以忽略不计，故负载阻抗的变化对二次电流的影响不大，可称之为电流源。

4、需要二次负载小(相对电压互感器)

电流互感器的二次负责如果很大，运行时其二次电压很高，励磁电流必然增大，从而使电流变换的误差增大。特别是在系统故障时，电流互感器一次电流可能达额定电流的数十倍，致使铁芯饱和，电流变换误差很大，不满足继电保护的要求，甚至使保护误动。

5、二次回路不得开路

电流互感器的二次回路不得开路。如果在运行中二次回路开路，二次电流消失，去磁作用也随之消失，铁芯中的磁密很高;又由于二次匝数特多，二次电压会很高，有时可达数千伏，危及二次设备及人身安全。

电流互感器的极性

为什么电流互感器一、二次要标出极性：

因为电力系统负荷方向的存在，二次设备用的二次电流必须和一次潮流相对应，故需要一、二次标出极性。任何一侧的引出端子出错，都会使二次电流相位变化180度，影响二次设备的正常工作。

电流互感器的极性一般采用减极性的标注方法：

电流互感器一、二次侧一般都标有“*”或脚注(如1作头，2作尾等)。

所谓“减极性”

一、二次侧引出端子上同一符号或同名脚注为同极性端子。采用的是减极性标注：当一次绕组从标1的端子通入交流电流时，在二次绕组回路中感应的电流应从标1端流出。从两侧同极性端观察时，一、二次侧电流的方向相反。

电流互感器的误差

在具有铁芯的电流互感器中，由于励磁电流IM的存在(呈感性)，电流互感器二次电流I2与一次实际电流I1幅值不同，相位也不同。

所以反映电流互感器测量误差的由变比误差和相位误差构成。设变比为Y。

变比误差=100%*(I1–I2*Y)/I1

一般我们要求变比误差不大于10%，相位误差不大于7度

电流互感器10%误差的校核

其方法主要是计算出在大短路电流时二次回路的大允许阻抗ZMAX，与该二次回路的实际阻抗ZL(二次负载)进行比较，该实际阻抗必须小于大允许阻抗，即ZL小于等于ZMAX。

电流互感器的负载阻抗

电流互感器实际负载阻抗的测量

电流互感器二次回路的负载阻抗一般通过实际测量后得出。

负载阻抗测量注意事项

1、测量电流二次回路负载阻抗时，必须包括连接电缆与所有可能接入的负载。

2、必须使用50HZ的交流试验电源。

3、在无法判定哪一相或哪一种接线二次负载大时，应测量所有方式下的二次负载，取其中大值。

电流互感器的准确度

1、测量、计量用的电流互感器绕组

为了保证计量、测量的准确性，保证保护装置动作可靠、正确，电流互感器必须达到一定的准确度。

在国标GB1208-1997中，规定测量用的电流互感器的准确度等级分为0.1、0.2、0.5、1、3、5等六个标准，这是一个相对误差标准。

1.0-1的四个标准其二次负荷应在额定负荷的25%-100%之间，3、5两个标准其二次负荷应在额定负荷的50%-100%之间，否则准确度不能满足要求。

由于现实应用当中，负荷范围比较广，有时候对准确度要求较高。

我们会采用经补偿的0.2S和0.5S电流互感器，该电流互感器在1%-120%额定负荷间均能满足准确度要求。

开关柜运行过程中，绝缘材料会受到高温、高压、油污、化学物质、振动等各方面的作用，绝缘性能不断恶化，加快了局部放电的速度，反过来局部放电又对绝缘的恶化起到推动作用。因此使用局部放电检测仪检测开关柜的局部放电可以有效预防故障。

在开关柜绝缘系统中，各部位的电场强度存在差异，某个区域的电场强度一旦达到其击穿场强时，该区域就会出现放电现象，不过施加电压的两个导体之间并未贯穿整个放电过程，即放电未击穿绝缘系统，这种现象即为局部放电。绝缘介质中电场分布、绝缘的电气物理性能等决定了发生局部放电的条件，一般情况下高电场强度、低电气强度的条件下容易出现局部放电。虽然局部放电通常不会贯通性的击穿绝缘，但是却可能局部损坏电介质，如果长期存在局部放电的现象，则基于特定的条件下会降低绝缘介质的电气强度。由此可见，局部放电属于电气设备中的隐患，其破坏过程体现出缓慢性、长期性的特点。通常局部放电的特性可以较好的印证绝缘缺陷，可以通过局部放电的特性来分析绝缘的局部损坏程度。很大程度上对各种局部放电特性进行综合测量，可以对产品的绝缘水平进行客观的评价。

2局部放电的种类特点

2.1电晕放电

通常在气体包围的高压导体周围会出现电晕放电，比如高压输电线路或者高压变压器等，这些高压电气设备的高压接线端子暴露在空气中，因此发生电晕放电的机率相对较大。电晕放电体现出的是典型的、极不均匀电场的特征，也是极不均匀电场下*的自持放电

形式。很多外界因素均会对电晕起始电压产生影响，比如电极的形状、外加电压、气体密度、极间距离以及空的湿度与流动速度等等。

2.2沿面放电

通常在绝缘介质表面会出现沿面放电的现象。这种局部放电的形式属于特殊的气体放电现象，电力电缆、电机绕组、绝缘套管的端部等位置比较常见沿面放电。一旦介质内部电场的强度低于电极边缘气隙的电场强度，而且介质沿面击穿电压相对较低，沿面放电就会发生在绝缘介质的表面。通常电压波形、电场的分布、空气质量、介质的表面状态、气候条件等均会对沿面放电电压产生影响，所以沿面放电体现出不稳定的特点。

2-3内部放电

固体绝缘介质内部比较常见内部放电。在生产加工绝缘介质时难免存在材料与工艺缺陷的问题，导致绝缘介质内部出现内部缺陷，比如掺人少量的空气或者杂质等。一旦绝缘受到高压作用，内部缺陷就有发生局部击穿或者重复性击穿的可能。通常介质自身的特性、气隙大小、缺陷的位置与形状、气隙气体的种类等会对内部放电的发生条件产生影响。

2.4悬浮电位放电

这种局部放电的形式是指高压设备中某个导体部件存在结构设计缺陷，或者其它原因导致接触不良断开，终造成该部件位于高压电极与低压电极之间并根据其位置的阻抗比获得分压发生放电，针对该导体部件上对地电位称其为悬浮电位。导体具有悬浮电位时，通常其附近的场强会比较集中，而且会破坏四周绝缘介质的形成。一般在电气设备内高电位的金属部件或者处于地电位的金属部件上容易发生悬浮电位放电。

局部放电检测仪

3开关柜局部放电检测方法

针对开关柜而言，其局部放电检测方法包括以下几种：

3.1地电波检测

在高压开关柜绝缘层中发生局部放电时会产生电磁波，而开关柜的金属外壳会将这种电磁波屏蔽掉一大部分，不过仍有小部分会通过金属壳体的接缝或者气体绝缘开关衬垫传播出去，而且还会产生一个地电波通过设备金属壳体外表面传向地下。地电波的范围通常在几毫伏直至几伏中间，而且上升时间内有几个纳秒。可以将探头设置于工作状态中的开关柜的外表面，对局部放电活动进行检测。

3.2超声波检测

其实超声波检测属于机械振动波的一种，基于能量的角度而言，局部放电的过程即为能量瞬时爆发的过程，电能通过声能、光能、热能以及电磁能的形式释放出去，电气击穿发生在空气间隙，瞬间就可以完成放电，此时电能也会在一瞬间转化为热能，放电中心的气体受到热能的作用会发生膨胀，通过声波向外传播，传播区域内气体被加热后形成一个等温区，其温度超出环境温度;等到这些气体冷却后开始收缩，则会产生后续波，后续波的频率以及强度均比较低，包含各种频率分量，有很宽的频带，超声波的频率大于20kHz。因为局部放电的区域相对较小，所以局放声源即为点声源。

3-3超高频检测法

时间变化过程中，局部放电所产生的电磁振动会产生电磁波，在固气与气体介质中，局部放电脉冲会发生非常丰富的电磁波超高频分量，高可达数GHz。实际应用过程中，局放信号的检测可以利用两个探头来进行，将探头检测到信号的时间顺序作为判断依据，放电源的距离较近，就会被先检测到;探头位置不断变化，可以将放电源的大致位置逐步判断出来。或者通过多个探头，将探头检测局放信号的时间差列方程组，可以求出放电源的三维空间坐标，终确定放电源。该方法的灵敏度相对较高，且具备较强的抗干扰能力，而且开关柜上通常有接缝或者小玻璃窗，可以不用考虑该方法在*密封条件下很难检测的要求。

3.4综合检测技术

其实无论哪种检测方法均有一定的局限性，无法将开关柜的运行状态客观、全面、真实的反映出来，还会出现误判的可能。由于放电类型能量的释放形式不同、各种检测方法的实用性与灵敏度也存在差异，所以在对开关柜局部放电检测过程中，要将上述检测手段综合应用，以地电波检测为主、超声波检测及超高频检测为辅来进行。

4局部放电分析技术

具体而言，常用的局部放电分析技术包括以下几种：，横向分析法，即对同个开关室中开关柜的检测结果做出横向比较，如果其中一个开关柜的检测结果大于现场背景值以及其它开关柜的测试结果，则可以确定该设备可能存在缺陷;第二，趋势分析法，分析同一个开关柜在不同时间的检测结果，进行纵向比较判断开关柜的运行趋势。根据特定的周期检测开关室中的开关柜，保留每次的检测结果，后续就可以根据检测结果对设备局部放电状态变化的趋势进行分析;第三，阈值比较，即提供判断阈值，将其与开关柜的检测结果做出比较，分析结果判断开关柜的运行状态。可以根据以下根据做出判断：开关室内背景值与测试值都在20dB以下时，开关设备正常，下月再次进行巡检;开关室内背景值在20dB以下，而某些开关柜的测试值在20～30dB，对该开关柜加强关注，缩短检测周期，观察检测幅值的变化趋势;;如果开关室内背景值在20dB以下，而某些开关柜的测试值大于30dB，该开关柜有局部放电现象，应使用定位技术对放电点进行定位。

总之，局部放电体现出一定的复杂性，通常在绝缘内部击穿场强相对较低的部位容易发生局部放电，而且绝缘介质内部的电场分布、绝缘的电气性能均对发生局部放电的条件起着决定性作用。而在局部放电检测仪实际检测过程中，要选择合理、适用的检测方法与分析方法，及时排除故障，保证开关柜处于良好的运行状态。

2、保护用的电流互感器绕组

保护用的电流互感器的准确度要求一般没有测量的高，但其不仅要求在额定一次电流误差不超过规定值，由于其要求在故障电流大时有较好的传变特性，所以在一定短路电流倍数下误差不超过规定值：

P类：要求在给定的短路电流下复合误差不超过规定值。一般用aPb的形式表示误差等级。如5P10,其含义是在10倍互感器额定电流下的短路电流时，其误差不超过5%。a：是准确度等级。b:保证准确度的允许大短路电流倍数。

TP类：这类保护用电流互感器要求在规定工作环境的暂态条件下保证规定的准确度;如TPY级在铁芯中设置了一定的非磁性间隙，其相对非磁性间隙长度(实际非磁性间隙长度与铁芯磁路长度的比值长度)大于0.1%。从而限制了剩磁，TPY级适用于带重合闸的线路保护，单不宜用于断路器保护。