泄漏电流对电流互感器误差特点的影响及分析

分别通过理论、仿真和试验等多种办法深入剖析泄露电流对电流互感器偏差特性的影响。
结果表明，泄露电流会使电流互感器偏差向负方向偏移；电流较小时（特殊是20%额定电流以下），泄露电流影响较大，随着电流增大，泄露电流影响逐渐减小，当电流增大到一定程度时，泄露电流对电流偏差的影响可以忽略；建议采取在运行电压下直接测试的办法对电流互感器开展偏差检测。

输电系统中的电流互感器运行于高压状态，其紧张浸染是将一次电流旗子暗记传变给电能计量装置和继电保护装置等设备。
电流互感器传变旗子暗记的准确性即电流互感器良好的偏差特性对担保电能计量的准确性具有主要意义。

为了担保电流互感器传变旗子暗记准确，必须对其偏差性能进行检测。
目前对高压电流互感器开展偏差检测紧张依据标准IEC（国际电工委员会）61869-2—2012《Instrumenttransformers-part 2: additional requirements for current transformers》[1]和国家计量检定规程JJG 1021-2007《电力互感器》[2]等开展。

根据这些标准规定，对电流互感器偏差检测时只升流（即在低压下进行检测），但其实际运行于高压状态，由于一、二次绕组间电容的存在，将有泄露电流从处于高压的一次绕组流向处于低压的二次绕组。

因此，低压下的偏差检测结果不能准确反响电流互感器在实际运行中的计量性能[3]。
IEC 61869-4—2013《Instrumenttransformers-part 4: additional requirements for combined transformers》[4]和国家标准GB/T 20840.4—2015《互感器第4部分：组合互感器的补充技能哀求》[5]考虑了电压对电流互感器偏差的影响，但是依据该方法得到的是电流互感器的最大偏差范围，而不是电流互感器实际运行状态下的真实偏差。

根据IEC关于仪表和丈量装置的基本原则：“所有仪表和丈量装置的偏差都必须进行实际丈量，未经丈量，仅因此其他丈量中计算出来的和引用电压、电流和功率因数组合的偏差，不能作为评价装置基本偏差的依据”[6]，解释电流互感器的偏差应在实际高压运行状态下丈量，此时泄露电流对电流互感器偏差的影响才能被真实地考虑进去。

目前，对泄露电流的研究大量集中于利用泄露电流检测和诊断绝缘子、电容性设备、避雷器等高压电气设备的绝缘性能[7-14]；针对用于配电网的木质绝缘杆失火事件大量由泄露电流导致，通过扫描电镜等手段剖析木质绝缘杆的电气特性与泄露电流的关系[15-17]；针对泄露电流对用于光伏系统的无变压器型逆变器性能影响较大问题，研究对其泄露电流的评估及其降落方法[18-21]等方面。

泄露电流对互感器偏差特性影响方面研究很少。
文献[22]建立外部电流对电流互感器偏差影响的数学模型并用Ansys开展了仿真研究，结果表明一定条件下外部电流将对电流互感器偏差产生较大影响。
文献[23,24]对三相组合互感器的三相检测法进行了研究，结果表明用三相检测法测得的偏差与传统检测法测得的偏差有较大差异。

文献[25-28]对10 kV和35 kV组合互感器分别在低压状态下和额定高压状态下开展电流互感器偏差检测，低压状态下偏差合格的电流互感器在额定高压状态下检测时，其1% 额定电流和5% 额定电流时的偏差与低压状态下的偏差相差较大，乃至超出偏差限值，随着电流增加，两种状态下所测得的差值减小，解释两种方法检测结果存在差异。

文献[29]对油浸式三相三元件组合互感器研究创造，电压互感器励磁对电流互感器偏差的影响紧张表示在20% 额定电流以下，而随着一次电流的逐渐增大，其影响逐渐变小直至可忽略不计。

以上研究结果表明电流互感器在低压下的偏差与其处于高压运行状态的真实偏差存在差异，但差异缘故原由及对电流偏差影响机理的详细剖析尚不充分。
本文以运用于10 kV系统的三相三元件组合互感器为研究工具，通过理论、仿真和试验等办法剖析泄露电流对电流互感器偏差特性的影响，为电流互感器的设计、制造和检测供应有代价的参考。

图1 电流互感器偏差检测示意图

结论

本文通过理论、仿真及试验相结合的办法，剖析了泄露电流对电流互感器偏差的影响，得到以下结论。

1）泄露电流使电流互感器的比差和角差产生负方向偏移，且其影响随泄露电流的增大而增大。

2）泄露电流对电流互感器偏差的影响紧张表示在电流互感器处于低负荷即一次电流较小（特殊是20%额定电流以下）时；随着一次电流增加，泄露电流对电流互感器偏差的影响减小，当一次电流增加到一定程度时，泄露电流的影响可忽略。

3）建议采取在运行电压下直接测试的办法对电流互感器开展偏差检测。