李 侶，熊勇強(qiáng)，鄧禮敏，王 浩，李 欣

（1.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院，江西 南昌 330096；2.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司，江西 南昌 330077；3.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司供電服務(wù)管理中心，江西 南昌 330096；4.網(wǎng)江西省電力有限公司上饒供電分公司，江西 上饒 33400）

0 引言

高壓計(jì)量箱具有接線方便、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高壓配電網(wǎng)電能計(jì)量中，是國(guó)家《計(jì)量法》規(guī)定的強(qiáng)制性檢定計(jì)量器具。長(zhǎng)期以來(lái)，無(wú)論是三相高壓計(jì)量箱生產(chǎn)廠家還是各檢測(cè)機(jī)構(gòu)都是在低壓下對(duì)其進(jìn)行誤差檢測(cè)。近年來(lái)，JJG 1165—2019《三相組合互感器檢定規(guī)程》等相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求高壓計(jì)量設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下檢測(cè)，當(dāng)電流互感器一次繞組和二次繞組之間施加工作電壓時(shí)將產(chǎn)生泄漏電流，該泄漏電流流入測(cè)量回路導(dǎo)致電流互感器產(chǎn)生附加誤差，因此在進(jìn)行高壓計(jì)量箱中電流互感器誤差校驗(yàn)時(shí)需考慮和分析高壓泄漏電流對(duì)計(jì)量誤差的影響程度[1-3]。

1 電流互感器在高壓運(yùn)行狀態(tài)下泄漏電流影響分析

由于工藝的原因，高壓電流互感器一、二次繞組之間不可避免存在分布電容和漏電抗ZC，當(dāng)一次繞組處于工作電壓Ue時(shí)將產(chǎn)生電容電流Ix0、Ix1，此電容電流即泄漏電流，如圖1所示。

圖1 高壓狀態(tài)下泄漏電流產(chǎn)生原理

為了分析高壓計(jì)量箱中高壓漏電流對(duì)電流互感器誤差影響量，測(cè)試方法如圖2所示。測(cè)試時(shí)通過(guò)升壓設(shè)備提供100%的三相對(duì)稱(chēng)額定電壓，同時(shí)施加在組合電壓互感器的高壓端子上，電壓互感器與電流互感器相連且電流互感器不通電流。分兩種情況進(jìn)行測(cè)量：一種是從電流互感器的P1端施加高壓進(jìn)行測(cè)量，另一種是從電流互感器的P2端施加高電壓進(jìn)行測(cè)量。在高壓計(jì)量箱的施壓三相對(duì)稱(chēng)額定電壓后，電流互感器二次繞組或多或少將有高壓漏電流流過(guò)，對(duì)電流互感器的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響，特別是在1%額定電流時(shí)的誤差影響量最大。測(cè)量時(shí)將電流互感器的二次極性端接入校驗(yàn)儀的K 端，二次非極性端接地并接入校驗(yàn)儀的D端，這樣漏電流將作為差流輸入互感器校驗(yàn)儀。同時(shí)通過(guò)升流器和互感器T0提供1%二次輸出額定電流給互感器校驗(yàn)儀作為工作電流，電流的相位和電流互感器一次端施加的電壓的相位相同，這樣可以直接通過(guò)互感器校驗(yàn)儀測(cè)出高壓漏電流對(duì)電流互感器在1%額定電流點(diǎn)的誤差影響量。

圖2 在高壓狀態(tài)下泄漏電流對(duì)電流互感器誤差影響測(cè)試方法

文中對(duì)國(guó)內(nèi)4個(gè)主流廠家14臺(tái)高壓計(jì)量箱采用上述方法進(jìn)行了測(cè)試研究，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 高壓計(jì)量箱泄漏電流對(duì)電流互感器誤差影響試驗(yàn)（1%額定電流）

從上述14臺(tái)高壓計(jì)量箱樣本試驗(yàn)可以看出，高壓三相電壓加在電流互感器一次端子以后最大的比差影響量為-1.498%，角差最大影響量為45.6'。結(jié)果表明，高壓三相電壓所產(chǎn)生的高壓泄漏電流會(huì)對(duì)高壓計(jì)量箱中電流互感器準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響，而且有的廠家互感器的高壓漏電流在1%額定電流點(diǎn)所產(chǎn)生的誤差影響量已經(jīng)大大超出了互感器的誤差限值。因此，高壓計(jì)量箱應(yīng)該在模擬實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下開(kāi)展檢定工作，這樣才能真實(shí)反映高壓計(jì)量箱的實(shí)際運(yùn)行性能。同時(shí)高壓電流互感器應(yīng)在規(guī)程、規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)中增加高壓泄漏的試驗(yàn)項(xiàng)目和要求。

2 防高壓漏電流影響的高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器研究

由以上分析可知，一次高壓泄漏電流對(duì)測(cè)量電流互感器的誤差影響的原因主要有以下兩個(gè)方面：首先是高壓泄漏電流直接流入二次繞組，并與二次繞組中的正常電流進(jìn)行疊加，從而使得高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的誤差受到影響；其次是高壓泄漏電流路徑會(huì)流過(guò)高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器一次繞組，這些泄漏電流將被感應(yīng)到二次繞組，使得高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器準(zhǔn)確度受到影響。

為了解決高壓泄漏電流給電流互感器檢定帶來(lái)的影響，文中提出一種防高壓泄漏電流影響的高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器，并成功研制了樣機(jī)，其結(jié)構(gòu)原理如圖3所示。此標(biāo)準(zhǔn)電流互感器能有效減小高壓泄漏電流在高壓狀態(tài)下檢定電流互感器所帶來(lái)的影響。主要從以下兩個(gè)方面改進(jìn)設(shè)計(jì)：第一個(gè)措施是在一次繞組、二次繞組和鐵芯之間增加接地屏蔽層，這樣高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的泄漏電流經(jīng)屏蔽層直接流入大地，避免了泄漏電流直接流入二次繞組給高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的準(zhǔn)確度帶來(lái)影響；第二個(gè)措施，為了消除漏電容電流Ix0通過(guò)一次繞組而感應(yīng)到二次繞組給高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器準(zhǔn)確度帶來(lái)的影響，在屏蔽層增加一個(gè)補(bǔ)償繞組然后接地。

圖3 防高壓泄漏電流影響的高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

文中根據(jù)IEC 61869-4：2013提供的泄漏電流測(cè)量方法，分別采取改進(jìn)設(shè)計(jì)前后的帶升流器的高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器樣品，進(jìn)行了泄漏電流的測(cè)試，如圖4所示，其測(cè)試結(jié)果如表2、表3所示。

圖4 高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器樣品泄漏電流測(cè)試

表2 額定電壓下泄漏電流對(duì)高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器準(zhǔn)確度影響測(cè)試（改進(jìn)設(shè)計(jì)前）

表3 額定電壓下泄漏電流對(duì)高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器準(zhǔn)確度影響測(cè)試（改進(jìn)設(shè)計(jì)后）

從表2和表3測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比，可以看出通過(guò)在高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器中增加屏蔽層和補(bǔ)償繞組的改進(jìn)設(shè)計(jì)，反映在二次側(cè)的泄漏電流減小了98%以上，基本消除了高壓漏電流對(duì)高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器準(zhǔn)確度的影響，保證了在高壓狀態(tài)下進(jìn)行檢定能得到被檢互感器的真實(shí)誤差。

3 結(jié)語(yǔ)

文中通過(guò)理論和試驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方式分析了泄漏電流對(duì)電流互感器誤差的影響，得到以下結(jié)論：

1）由于單相法檢定三相高壓計(jì)量箱誤差無(wú)法真實(shí)反映高壓三相高壓計(jì)量箱實(shí)際工作時(shí)的誤差特性，建議高壓計(jì)量箱檢定采用三相法檢定；

2）經(jīng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)有些高壓計(jì)量箱檢定標(biāo)準(zhǔn)電流互感器本身屏蔽措施不到位，在施加額定電壓下，泄漏電流大，造成檢定不準(zhǔn)確；

3）泄漏電流對(duì)電流互感器誤差的影響主要集中體現(xiàn)在20%In以下，而隨著電流互感器一次電流的逐漸增大，影響逐漸變小到可忽略不計(jì)，所以在選擇高壓計(jì)量箱型號(hào)時(shí)應(yīng)避開(kāi)實(shí)際工作電流工作在20%In以下；

4）通過(guò)屏蔽和補(bǔ)償?shù)拇胧闹醒兄频母邏簶?biāo)準(zhǔn)電流互感器泄漏電流可減小98%以上，基本消除了高壓漏電流對(duì)高壓標(biāo)準(zhǔn)電流互感器準(zhǔn)確度的影響，保證了在高壓狀態(tài)下進(jìn)行檢定能得到被檢互感器的真實(shí)誤差。