GIS电流互感器极性测试方法探讨

GIS电流互感器极性测试方法探讨

张清华

（国网天津市电力公司检修公司天津市300250）

摘要：光电电流互感器在实际的使用中有着突出的优点和实用性，因而日益得到广泛地运用。近些年来，光电电流互感器开始逐步在GIS上运用，而且已经取得了较深的进展，文章首先对GIS电流互感器的介绍进行了阐述，进而根据实际情况对GIS电流互感器的重要性进行了分析，最后重点对GIS电流互感器极性测试方法进行了探究。

关键词：GIS电流互感器；极性测试；方法

1.前言

随着现代社会对于电力需求的日益增长，电网运行中的电流和电压对电力系统的要求越来越高，使得过去的电流互感器的体积变得越来越大，其中的绝缘结构也变得越来越复杂，而且由于过去的电流互感器存在磁滞、不能二次开路等问题，已经无法满足电力发展的要求，本文就GIS电流互感器极性测试方法进行了探讨。

2.GIS电流互感器的介绍

SF6封闭式组合电器简称GIS，它将一座变电站中除变压器以外的所有一次设备优化设计成一个有机组合的整体。它由断路器(CB)、隔离开关(DS)、接地开关(ES)、电压互感器(TV)、电流互感器(TA)、避雷器(LA)、母线(BUS)和套管(BSG)八大部件组成。GIS具有如下特点：(1)结构小型化：采用性能卓越的气体作绝缘和灭弧介质，大幅度缩小变电站的容积，实现变电站的小型化。(2)可靠性高：带电部分全部密封于SF6气体中，与盐雾、积尘、积雪等外部影响隔离，大大提高了运行的可靠性。此外还具有优良的抗地震能力。(3)安全性好：带电部分密封于接地的金属壳内，因而无触电危险；SF6气体为惰性气体，所以无火灾危险。(4)杜绝了对外部的不利影响：因带电部分全封闭在金属壳体内，对电磁和静电实现屏蔽，不会产生噪音和无线电干扰等问题。(5)安装周期短：由于结构小型化，可以在制造厂实现整机装配，试验合格后，以单元或整个间隔的形式运达现场，因此可以缩短现场安装的工期。(6)维护方便，检修周期长：因结构布置合理，灭弧系统先进，延长了检修周期，提高了产品的使用寿命。又由于其结构的小型化，安装位置距地面近，使维护更方便。

但是由于GIS带电部分(包括电流互感器一次线圈)密封于接地的金属壳内,给现场检测电流互感器的极性带来了一定的困难，同时为了给继电保护装置、电度表等提供极性可靠依据，针对这些问题，通过查看GIS原理图，找到了一种简便可行的检测GIS电流互感器的方法，解决了在现场检测电流互感器极性的难题。

3.GIS电流互感器的重要性

这种基于单片机电子电路的GIS电流互感器极性测试装置，相比传统的直流法测试判断极性有极大的优越性。由于采用了指示灯显示极性测试结果，指示直观清晰，且结果自保持，杜绝了依靠观察高精度毫安表指针的瞬时微弱偏转来确定极性所可能发生的错判误判，大大提高了极性测试的可靠性。由于采用了内置式干电池作为电源，从根本上杜绝了过去在母排上多次通断蓄电池导致母排存在不同程度烧灼痕迹的安全隐患，也杜绝了蓄电池存在的漏液、短路等安全隐患，保证了极性测试时人员和设备的安全。应用GIS电流互感器极性测试校验装置后，所有的极性测试工作只需一次即可完成，与以往相比减少了确认次数，节省了测试时间。应用GIS电流互感器极性测试校验装置后，过去需要两人配合完成的极性测试工作，现在一个人也可独立完成工作，提高了极性测试的效率。新装置小巧便携，操作简单，接线可靠，且可更换内置干电池，大大方便了电流互感器极性测试工作。可见，本GIS电流互感器极性校验装置，在可靠性、安全性、测试时间、测试效率和简便性上都优于以往传统的直流法测试，特别适合于新、扩建工程中大量电流互感器的极性测试工作，也可用于日常的检修消缺工作中确定电流互感器的极性。光电电流互感器具有如下的优点：一是其内部不含铁芯，故不存在磁饱和和铁磁谐振等干扰现象，使得光电电流互感器的运行状态更加稳定，确保了电力系统运行的平稳；二是光电电流互感器由于其高低压之间的通过光纤联系，在光纤超高的绝缘性能下，可以进行二次回路的开路，故而不会产生因为二次开路导致的高压的危险，并且消除了电磁的干扰，确保了系统的安全性和稳定性；三是光电电流互感器的过电量十分巨大，可以有效消除线路短路时引发的瞬时电流过高下导致的磁饱和的问题，确保系统的稳定运行；四是不具有易燃易爆等危险性因素；五是光电电流互感器的体积小，制造成本较低，结构较为简单，具有很强的实用性。

4.GIS电流互感器极性测试方法

4.1电流互感器二次信号接收电路的设计

为了获得电流互感器二次信号，我们有三种信号获取方案：（1）直接接入信号处理回路；（2）通过小的电流互感器接入；（3）通过电容进行峰值保持后接入。

测试电流互感器极性时，在电流互感器一次侧用9V干电池进行搭拉操作，电流互感器二次侧的感应电流、电压都很小，但是感应时间却只有5～6μs。为了可靠获得二次信号并将其保持住，信号接收电路最好能有峰值保持功能。

4.2信号处理电路的设计

信号处理电路是电流互感器测试仪的重点，根据其在测试仪中的作用提出了以下方案：比较器进行正负判断后驱动三极管。

我们对上述方案进行了论证，通过对比较器进行正负判断后驱动三极管具有信号处理灵活、实现方便、可靠性高、自动化程度高等优点，因此，我们选择比较器来实现电流互感器极性测试仪的信号处理。

4.3指示电路的设计

为电流互感器极性测试仪想出了多种指示方案。我们选择用绿灯和蜂鸣器1表示减极性，使用红灯和蜂鸣器2表示非减极性，蜂鸣器电源设专用开关。这种方法指示效果直观；可以多组电流互感器一起试验，既不需专门人员监视，也能减少搭拉次数；识别减极性接法，在就地测试时可以减少工作人员一名，因此，电流互感器极性测试仪的指示电路我们选择该方案来实现。

4.4电流互感器极性测试新方法的现场测试

我们对测试仪的各环节电路进行整合，并完成电路板焊接。新方法中，在电流互感器一次侧仍然用9V干电池进行搭拉试验，在二次侧由端子排引入电流互感器极性测试仪，由测试仪的红灯绿灯以及两个不同的蜂鸣器来判断减极性与否。

结合检修工作，我们抽取了10组变电站内现场验证结果。试验证明电流互感器极性测试新方法能够正确反映电流互感器极性，对变比4000/5的电流互感器依然可以正确反映出电流互感器极性，每相仅搭拉一次，对于现场电流互感器极性测试仅需两人就可完成，实现了目标。

5.结束语

鉴于光电电流互感器相较于过去的电磁电流感应器具有明显的优势，光电式电流感应器目前获得了越来越多的生产厂家和用户的肯定，可以预测，在不久的将来，光电式电流感应器将会全面替代电磁式电流互感器，并将互感器的技术提升一个大台阶，使电流互感器的技术更加成熟，为互感器技术发展的事业做出更大的贡献。

参考文献

[1]赵彦龙，张立春.浅谈变压器差动保护中的极性问题[J].农村实用科技信息，2012，（5）.

[2]孙飞龙.电流互感器极性错误引起无跳闸的分析[J].中国科技博览，2011，（11）：101-102.