一种变压器铁芯接地电流测量装置及测量方法与流程

本发明涉及电力设备检测，具体涉及一种变压器铁芯接地电流测量装置及测量方法。

背景技术：

1、dl/t 596—2021《电力设备预防性试验规程》要求，对未安装铁芯接地电流在线监测装置的运行变压器，应每月测试铁芯、夹件的接地电流，且接地电流一般不大于100ma。

2、变压器内部的漏磁通难以完全屏蔽，会经箱体、法兰等气隙处发散到箱体外部；低压侧升高座与封闭母线的连接处往往仅设橡胶套防潮而未作金属屏蔽，大电流导线产生的电磁场同样发散至变压器周围。

3、这些杂散磁场使铁芯接地引下线附近的磁场发生畸变，用普通交流钳形电流表在该处测得的数据通常在几十至几百ma之间且分散性很大，无法分辨接地电流的真实值。现场测试还表明，钳形表的钳口面积越大，穿过钳口的杂散磁通越多，测得的干扰数值越大。

4、针对上述问题，现有的做法有几类。变压器铁芯接地电流测试有专用测试仪（价格高），也有用交流漏电流钳形表（例如fluke369）测量，它的钳口拥有独特的屏蔽层设计，也能在一定程度上屏蔽外部电磁场的干扰（价格中等）；也有安装在线检测装置的（有抗干扰功能，但价格极高）。

5、用普通交流钳形电流表测量的也有：将钳形电流表紧靠铁芯接地引下线，测量空间的干扰数值（即第一数值）；再将钳形电流表钳入铁芯（或夹件）接地引下线，测量得到第二数值；二个数值差就是变压器铁芯（或夹件）接地电流。理论上此方法可行，但由于变压器周围干扰电磁场分布极不均匀，钳形电流表左右移动1cm的数据变化就很大，因此，此法很难判定数值正确性。

6、也有采用加装补偿线圈产生反向电流的方式改造的抗干扰铁芯接地电流检测装置：在测量 ct 几乎相同的位置处加装补偿线圈，产生反向电流补偿空间磁场产生的干扰，从而反映铁芯接地电流的真实情况；即共模抑制干扰，差模用于测试。理论上可行，实际使用时，二个线圈的位置总存在偏差，而电磁场干扰分布非常杂散，相距1cm数据就偏差很大；我们用二只相同的钳形表（dt399a）完全背靠背叠放（钳口面积相同，钳口外侧碰在一起，内侧因仪表外壳间距约2cm），在变压器周围空间电磁场测试（铁芯接地引下线附近位置），数据也不完全相同（见下表）；变压器的型号为：90mva/220kv/11.5kv，主要参数：高压侧电流173a，低压侧3310a。

7、表 空间干扰电磁场测量的差值不够理想（正常数值一般在几个ma，而差值都有20ma左右）

8、

上钳形表（ma）

35

58

81

78

65

46

39

下钳形表（ma）

57

43

58

99

82

65

57

差值（ma）

22

15

23

21

17

19

18

9、因此，现场需要一种成本低、抗干扰能力强、且便于用常规仪表读数的铁芯接地电流测量手段。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述技术问题，提供一种变压器铁芯接地电流测量装置及测量方法，利用口径与接地引下线线径相适配的开合式电流互感器抑制杂散磁场干扰，以采样电阻构成电压输出，用电压测量仪表读数并按变比换算得到铁芯接地电流。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种变压器铁芯接地电流测量装置，包括电流互感器和电压测量仪表，所述电流互感器为开合式电流互感器，所述开合式电流互感器的钳口用于夹合在变压器铁芯的接地引下线上，且所述钳口的口径与所述接地引下线的线径相适配；所述开合式电流互感器的二次绕组的两端并联有采样电阻，以构成电压输出回路；所述电压测量仪表接于所述采样电阻的两端，用于测量所述采样电阻两端的电压值，所述电压值按所述开合式电流互感器的变比换算后得到铁芯接地电流。

4、进一步地，所述采样电阻包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与所述第二电阻串联形成电阻支路，所述电阻支路并联于所述二次绕组的两端，所述电压测量仪表接于所述电阻支路的两端，所述第二电阻串联接入后使所述开合式电流互感器的变比提高。

5、具体地，所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值，且所述第一电阻和所述第二电阻均为金属膜电阻。

6、进一步地，所述采样电阻的阻值设置为：在铁芯接地电流为所述变压器铁芯接地电流测量装置的测量下限时，所述采样电阻两端的电压值不低于所述电压测量仪表的最小分辨电压。

7、优选地，所述钳口在闭合状态下可夹持的最大线径不大于16mm。

8、优选地，所述电压测量仪表为具备交流毫伏测量档位的数字万用表。

9、本发明还提供一种变压器铁芯接地电流测量方法，采用上述任一种变压器铁芯接地电流测量装置，所述方法包括：将所述开合式电流互感器的钳口夹合在变压器铁芯的接地引下线上，并使所述钳口闭合；读取所述电压测量仪表显示的电压值；将所述电压值按所述开合式电流互感器的变比换算，得到铁芯接地电流。

10、进一步地，在将所述钳口夹合在所述接地引下线上之前，还包括：使所述钳口在未夹入所述接地引下线的空置状态下，于所述接地引下线附近闭合，读取所述电压测量仪表显示的背景电压值，根据所述背景电压值判断测量位置处的电磁干扰水平。

11、具体地，所述接地引下线单次穿过所述钳口，所述换算满足：铁芯接地电流等于所述电压值与所述二次绕组的匝数的乘积除以所述采样电阻的阻值。

12、进一步地，所述方法还包括校验步骤：在测量位置处将所述钳口夹合在测试线上，所述测试线邻近所述接地引下线平行布置且与所述接地引下线不相接，通过电流发生装置向所述测试线注入已知的测试电流，将按所述变比换算得到的电流值与所述测试电流比对，以校验所述变压器铁芯接地电流测量装置的测量准确性。

13、本发明通过开合式电流互感器、采样电阻构成电压输出回路，在强杂散磁场环境下用常规仪表即可还原铁芯接地电流的真实值；与现有技术相比，钳口的口径与接地引下线的线径相适配，钳口闭合后除引下线之外的空余截面小，穿过钳口的杂散磁通相应减少，从磁路入口处抑制干扰，测量结果受变压器周围磁场畸变的影响小。