概述

互感器为测量仪、继电保护和自动装置二次回路提供电源，分为电压互感器（TV）和电流互感器（TA）两种。互感器的正常运行状态是指互感器在额定条件下其二次电流或电压能在规定的准确度范围内工作。

一、作用

互感器分为电压互感器和电流互感器，主要作用有：

（1）将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备；

（2）将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电压、小电流，使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并降低了对二次设备的绝缘要求；

（3）将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离，从而保证了二次设备和人身的安全。

电压互感器实质上就是一种变压器。从工作原理讲，都是将高电压降为低电压，但是由于用途不同，所以在工作状态方面有所区别。电压互感器的特点是容量小，其负载通常都很微小，而且恒定。所以电压互感器的一次侧可视为一个电压源，它基本上不受二次负荷的影响。而变压器不同，它的一次电压受二次负荷的影响较大。此外，由于接在电压互感器二次侧的都是测量仪表和继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，因而二次电流很小。在正常运行时，电压互感器总是处于向变压器那样的空载状态，二次电压基本上等于二次感应电动势的值，所以它能用来准确测量电压。

二、分类

(一)电压互感器

1、按用途分

（1）测量用电压互感器。在正常电压范围内，向测量、计量装置提供电网电压信息。

（2）保护用电压互感器。在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电压信息。

2、按绝缘介质分

（1）干式。由普通绝缘材料浸渍漆作为绝缘，用在500V及以下低电压等级。

（2）浇注式。由环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型，多用在35kV及以下电压等级。

（3）油浸式。由绝缘油作为绝缘，常用于220kV及以下电压等级。

（4）充气式。由SF6气体作主绝缘，多用在较高电压等级。

3、按相数分

（1）单相式。一般35kV及以上电压等级采用单相式。

（2）三相式。一般在35kV及以下电压等级采用。

4、按电压变换原理分

（1）电磁式。根据电磁感应原理变换电压，我国多在220kV及以下电压等级采用。

（2）电容式。通过电容分压原理变换电压，目前我国110-500kV电压等级均有采用。

（3）光电式。通过光电变换原理以实现电压变换。

5 、按使用条件分

（1）户内型。安装在室内配电装置中，一般用35kV及以下电压等级。

（2）户外型。安装在户外配电装置中，多用在35kV及以上电压等级。

6、 按磁路结构分

（1）单级式。一次绕组和二次绕组（根据需要可设多个二次绕组）同绕在一个铁芯上，铁芯为地电位。我国在35kV及以下电压等级均用单级式。

（2）串级式。一次绕组分成几个匝数相同的单元串接在相与地之间，每一单元有各自的铁芯，具有多个铁芯，且铁芯带有高电压，二次绕组（根据需要可设多个二次绕组）处在最末一个与地连接的单元。目前在66-220kV电压等级常用此种结构型式。

（二）电流互感器

1、按用途分

（1）测量用。在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供电网的电流信息。

（2）保护用。在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。

2、按绝缘介质分

（1）干式。由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘。

（2）浇注式。用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器。

（3）油浸式。由绝缘油作为绝缘，一般为户外型。目前我国在各种电压等级均为常用。

（4）充气式。主要绝缘由SF6气体构成。

3 、按电、变换原理分

（1）电磁式。根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。

（2）光电式。通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器。

4、 按安装方式分

（1）贯穿式。用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。

（2）支柱式。安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流互感器。

（3）套管式。没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。

（4）母线式。没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电流互感器。

5、 按一次绕组匝数分

（1）单匝式。大电流互感器常用单匝式。

（2）多匝式。中、小电流互感器常用多匝式。

6、 按一次绕组匝数分

（1）正立式。二次绕组在产品下部，是国内常用结构型。

（2）倒立式。二次绕组在产品头部，是近年来比较新型的结构型式。

7、按电流比变换分

（1）单电流比。即一、二次绕组匝数固定，电流比不能改变，只能实现一种电流比变换的互感器。

（2）多电流比。即一次绕组或二次绕组匝数可改变，电流比可以改变。

（3）多个铁芯。这种互感器有多个各自具有铁芯的二次绕组，以满足不同精度的测量和多种不同的继电保护装置的需要。为了满足某些装置的要求，其中某些二次绕组具有多个抽头。

8、按使用条件分

（1）户内型。一般用于35kV及以下电压等级。

（2）户外型。一般用于35kV及以上电压等级。

三、接线形式

(一)电流互感器接线方式

电流互感器一般有五种接线方式：两台电流互感器时采用V接线和差接线；三台电流互感器时采用Y接线、D接线、零序接线。

(二)电压互感器接线方式

(1)一台单相电压互感器，可用来测量电压、频率，也可接入电压继电器以及其他测量  装置。

(2)两台单相电压互感器接成VV接线。这种接线适用于中性点不接地系统或经消弧线圈接地系统，能测量各相间电压(但不能测量相电压)、功率、电能等，并可接入继电器及其他装置。

(3)Yyn接线。这种接线由三台单相全绝缘的电压互感器连接而成，用于中性点不接地系统或经消弧线圈接地系统。这种接线也可以由一台三相三柱式互感器接成。

(4)YNynd接线，由一台三相五柱式互感器引出，也可以由三台单相三绕组电压互感器连接而成，这种接线方式应用最广泛。

四、技术参数

(一)电流互感器技术参数

(1)额定电流。额定一次电流是决定电流互感器的误差和温升的参数，它一般取决于系统的额定电流。额定二次电流则是一个标准电流，它取决于二次设备的标准化。

(2)变比。变比即额定电流比，即额定一次电流与额定二次电流之比。

(3)额定电压。电流互感器一般只标一次绕组所接线路的线电压，与电压互感器的一次电压相同。 

(4)额定负荷。额定负荷指电流互感器二次负荷允许的最大总阻抗。

(5)误差和准确等级。

1)比值差△ I ％。经电流互感器二次表计测出的一次电流与实际一次电流的差值，再与实际一次电流之比的百分数。

2)相角差。一次电流相量与转过180°的二次电流相量之间的夹角叫相角差。

3)复合误差。二次电流瞬时值乘以一次电流瞬时值的差值，再与额定电流之比的百分数。

4)电流互感器准确级。规定的二次负荷内，一次电流为额定值时的最大误差限值。电流互感器按照测量时误差的大小，可分为0.2、0.5、1、3和10五个等级，根据需要，满足计量、测量、保护使用。0.2级一般用于实验室的精密测量；0.5级和1级一般用于发配电设备的测量和保护；计量电能表根据用户的不同，采用0.2级或0.5级。3级则用于非精密测量。超过0.5级的电力互感器只在原继电器保护中使用，由于精度达不到要求，电力系统中现已较少使用。

(6)热稳定电流与动稳定电流。电流互感器在1s内能承受的无损伤一次电流有效值称为额定短时热稳定电流；能承受电动力的作用而无损伤的一次电流峰值称为额定动稳定电流。

(二)电压互感器技术参数

(1)额定电压。额定一次电压指所接一次电网电压。35kV及以下三相式电压互感器，额定一次电压一般为所接电网的线电压，而110kV及以上单相电压互感器额定一次电压为电网相电压。

(2)变比。电压互感器变比指其一次额定电压与二次基本绕组额定二次电压的比值。

(3)准确等级与容量。根据规定，电压互感器的等级由其误差数额来表示，等级限定了电压互感器的容量，如0.2级、150VA，即负荷不大于150VA的电压互感器，可保证误差不大于0.2％。

(4)组别和极性。电压互感器与变压器一样可分为12组别连接。

五、运行规定

(一)一般规定

(1)电压互感器的各个二次绕组(包括备用)均必须有可靠的保护接地，且只允许有一个接地点。

(2)互感器二次绕组所接负荷应在准确等级所规定的负荷范围内。

(3)互感器的引线，应保证运行中一次端子承受的机械负载不超过厂家规定的允许值。

(4)互感器安装位置应在变电站直击雷保护范围之内。

(5)停运半年及以上的互感器应按有关规定进行相关试验，试验合格后方可投运。

(6)电压互感器二次侧严禁短路。如果其二次侧短路，流过二次侧的电流就会增大，造成熔断器熔断或二次小开关断开，影响表计的指示，还会引起保护误动。

(7)电压互感器允许在1.2倍额定电压下连续运行。

(8)电流互感器二次侧严禁开路。如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，其一次电流完全变成励磁电流，会在二次绕组两端产生很高的电压，不但可能损坏二次绕组的绝缘，而且将严重危及人身安全。

(9)电流互感器允许在1.1倍额定电流下长期运行。

(10)三相电流互感器一相在运行中损坏，更换时要选用技术参数相同，且保护绕组伏安特性无明显差别的互感器，并试验合格后，方可更换。

六、巡视检查

(一)日常巡视检查

1．电压互感器的巡视检查

(1)绝缘子应清洁、完整，无损坏、裂纹、放电痕迹及电晕声响。

(2)电压互感器油位正常，油色透明不发黑，且无严重渗漏油现象。

(3)呼吸器内部及吸潮剂不潮解。

(4)在运行中，内部声响应正常，无放电声及剧烈振动声。

(5)高压侧导线接头不应过热，低压电路的电缆及导线不应腐蚀、损伤。

(6)电压表三相指示应正确。

(7)二次端子箱应密封良好，二次线圈接地线牢固良好。内部应保持干燥、清洁。

(8)一次保护间隙应清洁完好。

(9)标示牌及警告牌是否完好。

2．电流互感器的巡视检查

(1)绝缘子有无裂纹、破损及放电痕迹。    

(2)有无渗油、漏油现象，外壳有无锈蚀。    

(3)油位是否正常，油色有无变化。

(4)有无异常响声和异常的焦臭味。

(5)一次触点有无发热、颜色异常现象，金具是否完整，连接螺栓是否齐全。

(6)互感器端子箱内有无异常。

(7)一次保护间隙应清洁完好。

(8)定期检验电流互感器的绝缘情况，对充油的电流互感器要定期化验油质情况。

(9)电流表三相指示值在允许范围内，不允许过负荷运行。

(11)电流互感器一、二次接线应牢固，防止二次侧开路。

(二)特殊巡视检查

(1)大负荷期间，用红外测温设备检查互感器内部、引线接头发热情况。

(2)大风扬尘、雾天、雨天，检查外绝缘有无闪络现象。

(3)冰雪、冰雹天气，检查外绝缘有无损伤。

七、互感器本体异常及故障的处理

    1、互感器本体异常的常见现象

（1）电压互感器高压熔断器连续熔断；

（2）互感器内部发热、温度高；

（3）互感器内部发出臭味，有冒烟、着火现象；

（4）互感器内部有放电声或其它异常声音；

（5）互感器有一种漏油、喷油现象；

（6）套管或外绝缘破裂放电，或有火花放电、拉弧现象。

2、互感器本体异常的原因

（1）电压互感器线圈内部短路接地、螺栓松动、导线受潮、绝缘损坏导致过热等；

（2）电流互感器负荷大、接触不良、二次回路开路、铁芯松动、绝缘损坏等。

3、电压互感器本体异常及故障处理

（1）退出可能误动的保护（如距离保护、电压保护等）及自动装置（如备自投装置等）。

（2）断开该电压互感器二次断路器，取下二次熔断器，若高压熔断器已熔断，可拉开隔离开关，将该电压互感器隔离。

（3）故障程度较轻时（如漏油、内部发热、声音异响等），若高压侧熔断器未熔断，取下低压侧熔断器后，可以直接拉开隔离开关，隔离故障。

（4）故障程度较严重时（如冒烟、着火、绝缘损坏等），若高压侧熔断器上装有合格的限流电阻，可按现场规程拉开隔离开关进行隔离；若无限流电阻时，应用断路器切除故障，不能直接拉隔离开关，以防止在切断故障时，引起母线短路或人身事故。

（5）故障隔离后，通过方式倒换，维持一次系统的正常运行。

4、电流互感器本体异常及故障处理

（1）若电流互感器本体异常是由于二次回路开路所引起的，应按电流回路故障处理；若是本体故障，应转移负荷后停电处理。

（2）若故障程度较轻，可降低负荷、维持运行并加强监视。

八、互感器在安装、更换和检修后应验收项目

(1)互感器外形清洁，本体和瓷套完整无损，无锈蚀。

(2)引线、触点、接点和金具完整，连接牢固。

(3)油位指示正常，无渗漏油。

(4)端子箱内端子连接正确、牢固，端子箱内无异常现象。

(5)电压互感器末端接地良好；电流互感器末屏和“F”端子必须接地。

(6)新安装的和更换的互感器，应检查极性和变比是否符合铭牌和设计。

(7)试验项目齐全、合格，记录完整和结论明确。

(8)保护间隙的距离应符合规定。

(9)油漆应完整，相色应正确。    

(10)验收时应移交相关资料和文件。

第五章  过电压保护装置及其运行维护

概述

为了确保变电站设备能够避免雷电过电压、操作过电压的侵害，变电站需安装过电压保护装置，一般包括避雷针、避雷器及其接地装置等。

一、作用

(1)避雷针。为了防止直击雷对变电站设备的侵害。

(2)避雷器。为了防止雷电进行波的侵害。    

(3)接地装置。确保变电站电气设备在正常或故障情况下能可靠和安全运行的主要保护措施之一。其作用有以下方面。

1)工作接地。因运行需要而将电力系统中的某一点(通常是中性点)直接(如变压器中性点直接接地)或经消弧线圈、电抗、电阻等与地作金属连接，以保证在电网正常情况和事故情况下的可靠工作和安全运行，其适用范围较广，它要求的电阻值为0.5～10Ω。

2)保护接地。将电气设备的金属外壳、配电装置的构架等与接地体相连，以防人身因电气设备导电部分绝缘损坏而遭受触电，是为人身和设备安全而设的接地，其适用范围是三相电源中性点不接地的低压供电系统，它要求的电阻值不大于4Ω。

3)过电压保护接地，也叫防雷接地。是为过电压保护装置向大地泄放雷电流而设的接地，它要求的电阻值为1～30Ω。

4)防静电接地。为防止静电对易燃油、天然气储管和管道等的危险作用而设的接地。

二、分类

避雷器的类型主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和金属氧化物避雷器。阀型避雷器分为并联电阻和无并联电阻两种。管型避雷器分为纤维胶木管和塑料管两种。

三、氧化锌避雷器结构

氧化锌避雷器是一种较好的过电压保护装置，因其具有优异的非线性特性、吸收过电压能量大、残压小、保护性能好、体积小、质量轻等优点，所以在电力系统中得到广泛使用。

氧化锌避雷由中间有孔的环形氧化锌阀片组成，孔中穿有一根有机绝缘棒，两端用螺栓紧固。内部元件装入瓷套内，上、下两端各用一个压紧弹簧压紧。瓷套两端法兰各有一压力释放口，当避雷器内部发生故障时，可将内部过高压力释放出来，以防瓷套爆炸。

四、运行规定

(一)防雷设备的规定

(1)新投运和运行中的避雷器需作如下试验。

1)测量绝缘电阻和停电或带电测量运行电压下的交流电导电流。检查是否有内部受潮和电阻片老化现象。

2)测量磁吹避雷器每节元件直流电压下的电导电流，检查各元件间的非线性系数是否一致。

3)测量氧化锌避雷器工频参考电流下的工频参考电压或1mA直流参考电压，检查其阀片是否正常。

4)检查避雷器动作计数器。

5)测量氧化锌避雷器的底座绝缘电阻。

(2)定期检查运行中避雷器接地引下线扁钢连接是否良好。

(3)定期清扫避雷器的电瓷外绝缘的污秽。

(4)雷雨季节，注意巡视放电计数器的动作情况并记录动作次数。 

(二)接地装置的运行规定

接地装置在交接和运行中需作如下检查。

(1)检查设备接地引下线与设备接地构架连接是否良好。用螺栓连接时，应设防松帽或防松垫片，焊接时搭接长度为扁钢宽度的2倍。接地引下线在地面上的部分到地面下几厘米处应有完善的防腐措施。

(2)用导通法检查接地线的通断。电力设备与接地装置的电气连接应良好，定期检查接地引下线靠近地表层部分的腐蚀情况。腐蚀严重且不满足引下线热稳定截面要求时，必须更换接地引下线。

(3)对于新建的变电站，交接时应测量接地网的接地电阻、接触电势和跨步电势，并绘出电位分布图。

(4)当系统短路容量增大或发现接地网导体已严重腐蚀时，需进行接地网接地电阻测量和导体截面热稳定的校核。必要时，适当增加接地网导体的截面积。

(5)运行中定期测量接地装置的接地电阻。

五、巡视检查

(一)日常巡视检查

(1)检查避雷器瓷套表面情况。避雷器表面应不受污染，因为污染将使电压分布不均匀，可能引起部分阀片故障，影响灭弧性能，降低保护特性。当发现瓷套表面脏污时，必须及时清扫。

(2)检查避雷器引线及引下线有无烧伤痕迹和断股现象，放电记录器是否烧坏。

(3)检查避雷器引线上端引线处密封是否完好。因为密封不好会进水受潮，从而引起故障。

(4)检查避雷器与被保护设备之间电气距离是否符合要求。避雷器应尽量靠近被保护电气设备，其距离应符合规程规定。

(5)泄漏电流毫安表指示在正常范围内，并与历史记录比较应无明显变化。

(6)均压环无松动、歪斜。

(7)接地应良好，无松脱现象。

(8)动作次数有无变化，并分析动作原因。

(二)特殊巡视检查

(1)雷雨后应检查雷电记录器动作情况，避雷器表面有无放电闪络痕迹。

(2)避雷器引线及引下线是否松动。

(3)避雷器本体是否摆动。

(4)结合停电检查避雷器上法兰泄孔是否畅通。

六、避雷器故障的处理

1、避雷器在发生以下情况时必须申请停电处理

（1）避雷器爆炸。

（2）避雷器瓷套破裂。

（3）避雷器在正常情况下计数器动作。

（4）引线断损或松脱。

（5）氧化锌避雷器的泄露电流值有明显变化。

2、避雷器瓷套裂纹和爆炸时的处理

（1）如天气正常，应停用损伤的避雷器，更换合格避雷器。一时无备件时，在考虑到不至于威胁安全运行的条件下，可在裂纹深处涂漆和环氧树脂以防受潮，并安排在短期内更换。

（2）如天气不正常（雷雨），应尽可能不使避雷器退出运行，待雷雨后再处理。如果因为裂纹已造成闪络，但未接地时，在可能条件下应将避雷器停用。

（3）避雷器爆炸尚未造成接地时，在雷雨过后拉开相应隔离开关，停用、更换避雷器。

（4）避雷器瓷套裂纹或爆炸已造成接地时，需停电更换，禁止用隔离开关停用故障避雷器。

七、避雷器的验收项目    

(1)现场各部件应符合设计要求。

(2)避雷器外部应完整无缺损，封口处密封良好。

(3)避雷器应安装牢固，其垂直度应符合要求，均压环应水平。

(4)阀式避雷器拉紧绝缘子应紧固可靠，受力均匀。

(5)放电计数器密封应良好，绝缘垫及接地应良好、牢靠。

(6)排气式避雷器的倾斜角和隔离间隔应符合要求。

(7)油漆应完整，相色正确。    

(8)引线、接头、接点端子应牢固完整。

(9)绝缘子无破损，金具完整。

(10)缺陷处理工作应按缺陷内容的要求进行验收。

(11)交接时应提供相关资料。下载本文