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摘要：提出了一种便携式互感器测试仪及其测试方法。这种便携式互感器测试仪移动便捷，不需要单独为测试仪提供外部电源，可单人操作，极大地方便了实验人员的现场测试作业，尤其是对于大量的10 kV线路测试工作，这款测试仪能极大地提高工作效率。
关键词：互感器测试仪;便携式;极性变比;阻抗;升流
0 引言
电流互感器（CT）是输电、供电系统不可或缺的电气组件，也是电力系统继电保护中很重要的一个环节，其性能好坏会直接影响电力系统的稳定运行和继电保护的正确动作。因此，在设备投产运行前、大修后、绕组更换或更换变比等工作后，都必须对所有相关电流互感器进行严格测试[1]。
对电流互感器的传统测试一般使用干电池和指针式万用表配合，从操作到数据处理需多人手动进行，且需人工判断，最后的测试必然存在精度差、效率低、安全性差和劳动强度大等问题。文献[2]提出了基于单片机的电流互感器变比与伏安特性检测设备;文献[3]提出了一种便携的互感器测试仪，但功能相对简单，只能实现极性测量，且精度未提及。本文所述便携式互感器测试仪是根据运维人员现场需求设计的一款手持式互感器测试设备，使用单片机进行数据采集，并对测试结果进行自动分析和测算，仅需单人操作即可自动测出互感器停电时二次回路的极性、通断以及互感器变比，可以单独测量互感器二次回路阻抗等参数，还可以作为交流电流源使用，结果准确，方便可靠。尤其是在实际工作中，由于10 kV馈线数量多，测试10 kV馈线占了互感器测试的绝大部分，这款互感器测试仪可以极大地提高运维人员的工作效率。
1 便携式互感器测试仪
1.1 仪器硬件说明
便携式互感器测试仪装箱图如图1所示。
便携式互感器测试仪的主机如图2所示。
便携式互感器测试仪的接线端和功能键如下：
（1）一次/阻抗测试信号输出端K1（红）、K2（黑）：连接到CT一次侧或断开的CT二次回路侧，升流时作为电流输出接口。
（2）二次测试信号输入端K1（红）、K2（黑）：二次电流信号输入端（二次电流直接接入）。
（3）电流互感器输入插孔：二次电流信号钳形输入。
（4）显示屏：彩屏背光显示。
（5）电源键：开/关主机工作电源。
（6）测试键：开始测试。
（7）选择键：变比测试和阻抗测试时选择1 A/5 A的互感器类型，升流测试时选择输出的电流值大小。
（8）功能键：切换变比/阻抗/升流功能测试。
（9）充电接口：在主机背面，外接充电适配器输入。
（10）尺寸与重量：主机155 mm×90 mm×47 mm，主机（含电池）净重约1.5 kg，装箱净重约3.5 kg。
1.2 测试仪特点
该新型便携式互感器测试仪有以下特点：
（1）无须外接电源，内置大容量充电锂电池，甚至可作为交流电流源使用，输出3～9 A的交流电源。
（2）可用于在电流互感器处于停电时的二次回路极性与通断测试以及互感器（50：5～5 000：5）的变比测量计算。测极性变比时互感器二次既可以使用电流钳取样，也可以直接接入。
（3）可测试互感器二次回路电阻、电抗、阻抗（不超过10 Ω）、导纳以及负荷等参数。
（4）依据自动测量值计算判断，替代人工模拟指针瞬时摆动状态，保证结果准确性。
（5）采用高分辨率彩屏显示测试结果，清晰直观，不复位不清除结果。
2 技术指标
该测试仪的开发是基于以下参比条件进行的，且有一定的测量范围和参比条件下的误差极限。在实际使用中，受工作环境的影响，结果会有一定误差。
（1）参比条件如表1所示。
（2）根据文献[4]中对10 kV电流互感器的变比选择，结合实际现场变压器的容量，把这款测试仪的变比的测量范围设置为表2所示参数。
极性通断测试结果100%准确无误差。
（3）工作条件与注意事项。
1）电池：便携式互感器测试仪配备1节4 800 mAh锂电池。电池充满后，主机可连续工作10 h。在正常测试时，可查看屏幕右上方的電池标识，估算剩余电量。
2）储存：测试仪应储存在0～40 ℃、相对湿度小于85%的环境中，且空气中不应有酸、碱及腐蚀性气体。长期不用时，应隔一段时间充电，保证主机电池有存电。
3 接线说明
接线前，开机界面上方显示“变比”“阻抗”“升流”3种功能，按“功能”键切换3种测试，按“选择”键选择相对应的互感器类型或输出电流大小，再进行相应接线。
3.1 测极性/变比
文献[5]介绍了几种测量互感器变比及极性的方法，把相关方法应用到该互感器测试仪中。该便携式互感器测试仪默认先进行极性测试，再进行变比测试。测极性变比时，将仪表一次/阻抗端接到电流互感器的一次P1、P2端，电流互感器的二次回路有两种接法：
（1）如图3所示，断开二次回路，将线接到“二次直接接入”的接线柱上。
（2）如图4所示，不用断开二次回路，直接在回路导线上夹电流钳，电流钳方向从S1流向S2，再将电流钳连接线接到表上的电流插孔处。
当二次直接接入和钳形接入同时有信号时，默认取二者之间较大值。
3.2 测二次回路阻抗
如图5所示，测阻抗时，将互感器二次回路断开，二次回路连到一次/阻抗端，按下“功能”键，将界面切换至阻抗功能，最后按下“测试”按键即可。 3.3 升流测试
如图6所示，升流时，将仪表一次/阻抗端接到电流互感器的一次P1、P2端，此时电流将输出到P1、P2互感器一次侧。一次电流通过CT感应成二次电流送至各个保护、测控与计量装置，再通过CT二次接线端子盒短接不同组别，观察相应接入装置的电流采样是否消失，以判断各种保护和计量等级组别的接入是否正确[6]。需要注意的是，输出时间不宜过长。
与现有传统互感器测试仪的实验对比表明，该便携式互感器测试仪误差符合要求，成功简化了电流互感器测试工作。
4 结语
经过现场实验，该便携式互感器测试仪在10 kV变电设备上能实现高精度的极性变比、阻抗测试，在现场不具备使用升流器的条件下，可以进行高准确度的升流实验。此互感器测试仪有效弥补了传统互感器测试仪重量大、精度低的缺点，为变电工作中10 kV部分的电流互感器测试工作提供了更优化的方案，提升了变电运维人员的工作效率。
[参考文献]
[1] MOHAN N M，GEORGE B，KUMAR V J.Virtual Instrument for Testing of Current and Voltage Transformers[C]//2006 IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference Proceedings，2006：1163-1166.
[2] 袁康敏.基于单片机的电流互感器性能测试仪[J].中国农村水利水电，2006（7）：117-118.
[3] 丁向利，李永利，张景献，等.一种便携式电流互感器测试仪：CN204214990U[P].2015-03-18.
[4] 黄焱，李定柏.電流互感器变比的合理选择[J].江西电力，2006，30（5）：37-38.
[5] 王裕喜.电流互感器变比和极性的测试方法[J].云南水力发电，2008，24（6）：99-101.
[6] 梁煜.电流互感器一次升流的方法与应用[J].广东输电与变电技术，2007（3）：35-37.
收稿日期：2021-07-27
作者简介：张子菲（1995—），女，广东广州人，硕士，技术员，研究方向：电气设备技术管理。
关键词：互感器测试仪;便携式;极性变比;阻抗;升流
0 引言
电流互感器（CT）是输电、供电系统不可或缺的电气组件，也是电力系统继电保护中很重要的一个环节，其性能好坏会直接影响电力系统的稳定运行和继电保护的正确动作。因此，在设备投产运行前、大修后、绕组更换或更换变比等工作后，都必须对所有相关电流互感器进行严格测试[1]。
对电流互感器的传统测试一般使用干电池和指针式万用表配合，从操作到数据处理需多人手动进行，且需人工判断，最后的测试必然存在精度差、效率低、安全性差和劳动强度大等问题。文献[2]提出了基于单片机的电流互感器变比与伏安特性检测设备;文献[3]提出了一种便携的互感器测试仪，但功能相对简单，只能实现极性测量，且精度未提及。本文所述便携式互感器测试仪是根据运维人员现场需求设计的一款手持式互感器测试设备，使用单片机进行数据采集，并对测试结果进行自动分析和测算，仅需单人操作即可自动测出互感器停电时二次回路的极性、通断以及互感器变比，可以单独测量互感器二次回路阻抗等参数，还可以作为交流电流源使用，结果准确，方便可靠。尤其是在实际工作中，由于10 kV馈线数量多，测试10 kV馈线占了互感器测试的绝大部分，这款互感器测试仪可以极大地提高运维人员的工作效率。
1 便携式互感器测试仪
1.1 仪器硬件说明
便携式互感器测试仪装箱图如图1所示。
便携式互感器测试仪的主机如图2所示。
便携式互感器测试仪的接线端和功能键如下：
（1）一次/阻抗测试信号输出端K1（红）、K2（黑）：连接到CT一次侧或断开的CT二次回路侧，升流时作为电流输出接口。
（2）二次测试信号输入端K1（红）、K2（黑）：二次电流信号输入端（二次电流直接接入）。
（3）电流互感器输入插孔：二次电流信号钳形输入。
（4）显示屏：彩屏背光显示。
（5）电源键：开/关主机工作电源。
（6）测试键：开始测试。
（7）选择键：变比测试和阻抗测试时选择1 A/5 A的互感器类型，升流测试时选择输出的电流值大小。
（8）功能键：切换变比/阻抗/升流功能测试。
（9）充电接口：在主机背面，外接充电适配器输入。
（10）尺寸与重量：主机155 mm×90 mm×47 mm，主机（含电池）净重约1.5 kg，装箱净重约3.5 kg。
1.2 测试仪特点
该新型便携式互感器测试仪有以下特点：
（1）无须外接电源，内置大容量充电锂电池，甚至可作为交流电流源使用，输出3～9 A的交流电源。
（2）可用于在电流互感器处于停电时的二次回路极性与通断测试以及互感器（50：5～5 000：5）的变比测量计算。测极性变比时互感器二次既可以使用电流钳取样，也可以直接接入。
（3）可测试互感器二次回路电阻、电抗、阻抗（不超过10 Ω）、导纳以及负荷等参数。
（4）依据自动测量值计算判断，替代人工模拟指针瞬时摆动状态，保证结果准确性。
（5）采用高分辨率彩屏显示测试结果，清晰直观，不复位不清除结果。
2 技术指标
该测试仪的开发是基于以下参比条件进行的，且有一定的测量范围和参比条件下的误差极限。在实际使用中，受工作环境的影响，结果会有一定误差。
（1）参比条件如表1所示。
（2）根据文献[4]中对10 kV电流互感器的变比选择，结合实际现场变压器的容量，把这款测试仪的变比的测量范围设置为表2所示参数。
极性通断测试结果100%准确无误差。
（3）工作条件与注意事项。
1）电池：便携式互感器测试仪配备1节4 800 mAh锂电池。电池充满后，主机可连续工作10 h。在正常测试时，可查看屏幕右上方的電池标识，估算剩余电量。
2）储存：测试仪应储存在0～40 ℃、相对湿度小于85%的环境中，且空气中不应有酸、碱及腐蚀性气体。长期不用时，应隔一段时间充电，保证主机电池有存电。
3 接线说明
接线前，开机界面上方显示“变比”“阻抗”“升流”3种功能，按“功能”键切换3种测试，按“选择”键选择相对应的互感器类型或输出电流大小，再进行相应接线。
3.1 测极性/变比
文献[5]介绍了几种测量互感器变比及极性的方法，把相关方法应用到该互感器测试仪中。该便携式互感器测试仪默认先进行极性测试，再进行变比测试。测极性变比时，将仪表一次/阻抗端接到电流互感器的一次P1、P2端，电流互感器的二次回路有两种接法：
（1）如图3所示，断开二次回路，将线接到“二次直接接入”的接线柱上。
（2）如图4所示，不用断开二次回路，直接在回路导线上夹电流钳，电流钳方向从S1流向S2，再将电流钳连接线接到表上的电流插孔处。
当二次直接接入和钳形接入同时有信号时，默认取二者之间较大值。
3.2 测二次回路阻抗
如图5所示，测阻抗时，将互感器二次回路断开，二次回路连到一次/阻抗端，按下“功能”键，将界面切换至阻抗功能，最后按下“测试”按键即可。 3.3 升流测试
如图6所示，升流时，将仪表一次/阻抗端接到电流互感器的一次P1、P2端，此时电流将输出到P1、P2互感器一次侧。一次电流通过CT感应成二次电流送至各个保护、测控与计量装置，再通过CT二次接线端子盒短接不同组别，观察相应接入装置的电流采样是否消失，以判断各种保护和计量等级组别的接入是否正确[6]。需要注意的是，输出时间不宜过长。
与现有传统互感器测试仪的实验对比表明，该便携式互感器测试仪误差符合要求，成功简化了电流互感器测试工作。
4 结语
经过现场实验，该便携式互感器测试仪在10 kV变电设备上能实现高精度的极性变比、阻抗测试，在现场不具备使用升流器的条件下，可以进行高准确度的升流实验。此互感器测试仪有效弥补了传统互感器测试仪重量大、精度低的缺点，为变电工作中10 kV部分的电流互感器测试工作提供了更优化的方案，提升了变电运维人员的工作效率。
[参考文献]
[1] MOHAN N M，GEORGE B，KUMAR V J.Virtual Instrument for Testing of Current and Voltage Transformers[C]//2006 IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference Proceedings，2006：1163-1166.
[2] 袁康敏.基于单片机的电流互感器性能测试仪[J].中国农村水利水电，2006（7）：117-118.
[3] 丁向利，李永利，张景献，等.一种便携式电流互感器测试仪：CN204214990U[P].2015-03-18.
[4] 黄焱，李定柏.電流互感器变比的合理选择[J].江西电力，2006，30（5）：37-38.
[5] 王裕喜.电流互感器变比和极性的测试方法[J].云南水力发电，2008，24（6）：99-101.
[6] 梁煜.电流互感器一次升流的方法与应用[J].广东输电与变电技术，2007（3）：35-37.
收稿日期：2021-07-27
作者简介：张子菲（1995—），女，广东广州人，硕士，技术员，研究方向：电气设备技术管理。