CN116087866B - 一种电流互感器二次接地系统抗短路试验系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电流互感器二次接地系统抗短路试验系统及方法，涉及电流互感器二次接地系统抗短路试验领域，采用的方案是：包括短路电流发生组件，还包括模拟组件和电阻检测组件，模拟组件包括屏蔽筒，屏蔽筒内设置有二次绕组，二次绕组连接有二次绕组出线，二次绕组出线伸出屏蔽筒，二次绕组出线外部套设有屏蔽管，屏蔽管的上端与屏蔽筒连接，屏蔽筒与短路电流发生组件的高压端电连接，屏蔽管下端与短路电流发生组件的低压端电连接，二次绕组出线接地，屏蔽筒和屏蔽管下端均能与电阻检测组件电连接。本发明能够检测电流互感器的抗短路能力，避免产品结构设计不合理造成二次绕组开路，导致严重的经济损失和安全事故。

Description

一种电流互感器二次接地系统抗短路试验系统及方法
技术领域
本发明涉及电流互感器二次接地系统抗短路试验领域，尤其涉及一种电流互感器二次接地系统抗短路试验系统及方法。
背景技术
电力系统中一次运行设备的监控和故障的清除是靠测量仪表、继电保护及自动装置实现的，由电流互感器的二次绕组、测量监视仪器、继电器、自动装置等通过控制电缆联成的电路称为二次回路，用以控制、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况，测量仪表、继电保护和自动装置是通过电流互感器取得一次设备的运行参数，所以仪表测量的准确性、继电保护及自动装置动作可靠性，在很大程度上与电流互感器的性能有关；使用时二次绕组与测量仪表和继电器等电流线圈串联使用，若二次绕组开路，其阻抗无限大，二次线圈上将感应出很高的电压，其峰值可达几千伏，将严重损毁电流互感器器以及与二次绕组串联的测量仪表、继电器以及后台设备，造成严重的经济损失和安全事故；因而，对电流互感器的二次接地系统抗短路能力进行试验是非常有必要的，电流互感器的二次接地系统主要包括屏蔽罩、二次绕组、二次绕组出线以及二次引线屏蔽管等部件。
目前，电流互感器相关试验中能够对产品整机进行短时电流试验、一次端冲击耐压试验。
但以上试验过程中，二次接地系统的电流较小，无法达到较高的短路电流，不能准确验证产品二次接地系统抗短路能力，也就不能对二次接地系统中的部件的通流能力进行考核，极有可能发生部件的通流能力较低无法承载短路电流的现象，造成瞬时高温和高压，二次绕组的绝缘层被烧蚀或击穿，造成二次绕组开路，导致严重的经济损失和安全事故。
发明内容
为了克服上述现有技术中的无法对电流互感器中二次接地系统的抗短路能力进行准确考核问题，本发明提供了一种电流互感器二次接地系统抗短路试验系统及方法能够考核电流互感器的抗短路能力，避免产品结构设计不合理造成二次绕组开路，导致严重的经济损失和安全事故。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种电流互感器二次接地系统抗短路试验系统，包括短路电流发生组件，还包括模拟组件和电阻检测组件，模拟组件包括屏蔽筒，屏蔽筒型号与待测电流互感器屏蔽筒的型号相同，屏蔽筒内设置有二次绕组，二次绕组的型号与数量与待测电流互感器相同，二次绕组连接有二次绕组出线，二次绕组出线伸出屏蔽筒，二次绕组出线外部套设有屏蔽管，屏蔽管的型号与与待测电流互感器相同，屏蔽管的上端与屏蔽筒连接，屏蔽筒与短路电流发生组件的高压端电连接，屏蔽管下端与短路电流发生组件的低压端电连接，二次绕组出线接地，屏蔽筒和屏蔽管下端均能与电阻检测组件电连接。通过模拟组件能够模拟待测电流互感器的二次接地系统的结构，同时通过电阻检测组件对模拟的二次接地系统试验前后的电阻进行检测，以考验二次接地系统的抗短路能力，避免在二次接地系统结构设计不合理的情况投入使用，造成重大事故和影响，同时通过模拟组件进行模拟不需要破坏产品整机，降低了试验成本。
进一步的，短路电流发生组件包括调整模块。通过调整模块能够准确调整试验所用的短路电流，保证试验准确性。
进一步的，短路电流发生组件包括计时模块，计时模块与电开关模块电连接。通过计时模块和电开关模块能够准确控制短路电流的通流时长，防止时长不足造成数据不准确，或者时长过长造成的安全事故。
进一步的，电阻检测组件包括回路电阻测试仪，且电阻检测组件还包括数据存储分析模块和提示模块。通过数据存储分析模块和提示模块能够自动进行数据对比，提升本系统的自动化水平。
进一步的，屏蔽筒上端以及屏蔽管的下端均设置有通流导电排，通流导电排均能与电阻检测组件电连接。通过通流导电排能够提升电连接的可靠性，提升本试验系统的可靠性。
进一步的，屏蔽筒与屏蔽管的连接处设置有连接法兰，连接法兰上设置有弹簧触指连接器，二次绕组出线从弹簧触指连接器中伸出，屏蔽管套设在弹簧触指连接器上。通过连接法兰和弹簧触指提升屏蔽管与屏蔽筒的连接强度，进一步提升电连接的可靠性。
本方案还提供了一种电流互感器二次接地系统抗短路试验方法，使用上述的电流互感器二次接地系统抗短路试验系统，包括以下步骤：
S01：根据电流互感器中的屏蔽筒型号、二次绕组的型号及其数量以及屏蔽管型号，将相同数量和型号的二次绕组设置在相同型号的屏蔽筒中，并将相同型号的屏蔽管与屏蔽筒连接，在屏蔽筒上端以及屏蔽管下端设置通流导电排；
S02：关闭短路电流发生组件，通过电阻检测组件检测并记录试验前本试验系统的回路电阻；
S03：设置短路电流发生组件的初始短路电流以及短路通电时长，且初始短路电流不会导致电流互感器二次接地系统抗短路试验系统开路；
S04：将二次绕组出线接地；
S05：将通流导电排与短路电流发生组件电连接；
S06：开启短路电流发生组件；
S07：断电后，检测并记录试验后试验系统的回路电阻；
S08：当试验前后的数值未发生变化或减小，设置短路电流发生组件的短路电流增大50%~100%，短路通电时长不变，循环S04至S07，直到试验后的回路电阻值增大，电阻检测组件发出相应的抗短路失效提示。通过本方法能够考验待测电流互感器二次接地系统的抗短路能力，并确定待测二次接地系统的承受的短路电流范围，避免其无法承受工作状态下的短路电流。
进一步的，在S03中，短路通电时长为3s，初始短路电流为10KA。通过设置短路通电时长防止时长不足造成数据不准确，或者时长过长造成的安全事故。
进一步的，在S07中，屏蔽筒恢复至室温后检测试验系统的回路电阻。防止温度对测量电阻的影响，提升试验准确性。
进一步的，在S08中，当试验后的回路电阻增大后，更换新的二次绕组，新的二次绕组的数量和型号与原有二次绕组的数量和型号相同，更换屏蔽管，新屏蔽管的厚度大于原屏蔽管的厚度，并继续进行试验，包括以下步骤：
关闭短路电流发生组件，通过电阻检测组件检测并记录试验前本试验系统的回路电阻；
设置短路电流发生组件的短路电流为抗短路失效时的短路电流；
将二次绕组出线接地，并将通流导电排与短路电流发生组件电连接，开启短路电流发生组件；
断电后屏蔽筒恢复至室温时，检测并记录试验后试验系统的回路电阻；
当试验后的回路电阻增大后，更换新的二次绕组，新的二次绕组的数量和型号与原有二次绕组的型号和数量相同，同时更换并增大屏蔽管厚度，重复步骤A至D，直到试验后的回路电阻不再增大。通过此方法能够确定在抗短路失效时的短路电流下二次接地系统合理的屏蔽管厚度，能够指导人们进行产品优化以满足使用要求。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本方案提供了一种电流互感器二次接地系统抗短路试验系统及方法，通过模拟组件能够模拟待测电流互感器的二次接地系统的结构，同时通过电阻检测组件对模拟的二次接地系统试验前后的电阻进行检测，以考验二次接地系统的抗短路能力，避免在二次接地系统结构设计不合理的情况投入使用，造成重大事故和影响，同时通过模拟组件进行模拟不需要破坏产品整机，降低了试验成本；通过调整模块能够准确调整试验所用的短路电流，保证试验准确性；通过计时模块和电开关模块能够准确控制短路电流的通流时长，防止时长不足造成数据不准确，或者时长过长造成的安全事故；通过通流导电排能够提升电连接的可靠性，提升本试验系统的可靠性；通过连接法兰和弹簧触指提升屏蔽管与屏蔽筒的连接强度，进一步提升电连接的可靠性；通过本方法能够考验待测电流互感器二次接地系统的抗短路能力，并确定待测二次接地系统的承受的短路电流范围，避免其无法承受工作状态下的短路电流；通过此方法能够确定在抗短路失效时的短路电流下二次接地系统合理的屏蔽管厚度，能够指导人们进行产品优化以满足使用要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式中的电流互感器二次接地系统抗短路试验系统的原理示意图。
图2为本发明具体实施方式中的模拟组件的结构示意图。
图中，1、屏蔽筒，2、二次绕组，3、连接法兰，4、屏蔽管，5、二次绕组出线，6、通流导电排，7、弹簧触指，8、模拟组件，9、电阻检测组件，10、短路电流发生组件。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
发明人发现，在现有的电流互感器相关试验中二次接地系统的电流较小，无法达到较高的短路电流，不能准确验证产品二次接地系统抗短路能力，也就不能对二次接地系统中的部件的通流能力进行考核；基于此，发明人所提供的本发明一实施例中，通过对模拟的二次接地系统施加短路电流，并检测试验前后相应阻值的变化考核二次接地系统的抗短路能力，解决了现有技术中无法考核电流互感器的抗短路能力的问题。
如图1和图2所示，本具体实施方式提供了一种电流互感器二次接地系统抗短路试验系统，包括短路电流发生组件10、模拟组件8和电阻检测组件9；短路电流发生组件10包括调整模块，通过调整模块能够准确调整试验所用的短路电流，保证试验准确性，短路电流发生组件10还包括计时模块，计时模块与电开关模块电连接，通过计时模块和电开关模块能够准确控制短路电流的通流时长，防止时长不足造成数据不准确，或者时长过长造成的安全事故；模拟组件8包括屏蔽筒1，屏蔽筒1型号与待测电流互感器屏蔽筒1的型号相同，屏蔽筒1内设置有二次绕组2，二次绕组2的型号与数量与待测电流互感器相同，二次绕组2连接有二次绕组出线5，二次绕组出线5伸出屏蔽筒1，二次绕组出线5外部套设有屏蔽管4，屏蔽管4的型号与与待测电流互感器相同，屏蔽管4的上端与屏蔽筒1连接，屏蔽筒1与短路电流发生组件10的高压端电连接，屏蔽管4下端与短路电流发生组件10的低压端电连接，二次绕组出线5接地，屏蔽筒1和屏蔽管4下端均能与电阻检测组件9电连接；通过模拟组件8能够模拟待测电流互感器的二次接地系统的结构，同时通过电阻检测组件9对模拟的二次接地系统试验前后的电阻进行检测，以考验二次接地系统的抗短路能力，避免在二次接地系统结构设计不合理的情况投入使用，造成重大事故和影响，同时通过模拟组件8进行模拟不需要破坏产品整机，降低了试验成本。
如图2所示，为了保证电连接的可靠性，提升本试验系统的可靠性，屏蔽筒1上端以及屏蔽管4的下端均通过焊接设置有通流导电排6，通流导电排6均能与电阻检测组件9电连接；屏蔽筒1与屏蔽管4的连接处焊接设置有连接法兰3，连接法兰3上设置有弹簧触指连接器7，二次绕组出线5从弹簧触指连接器7中伸出，屏蔽管4套设在弹簧触指连接器7上。
本具体实施方式中的短路电流发生组件10采用冲击发电机，搭载励磁系统能够调整电流大小和通电时长，为现有技术，其结构不再赘述。
当二次接地系统开路后，其内部的二次绕组2会遭到损坏，整个回路电阻、二次绕组2直阻和二次绕组2之间的绝缘电阻均会产生明显的数值增大，因此，电阻检测组件9可以采用数字式直流电桥检测二次绕组2直阻，也可以使用绝缘电阻测试仪检测二次绕组2之间的绝缘电阻，但在本具体实施方式中，为了提升试验效率，电阻检测组件9包括回路电阻测试仪，检测二次接地系统的回路电阻，不需要将二次绕组2的出线一一与仪器连接，仅需要将两端的通流导电排6进行电性连接即可，且电阻检测组件9还包括数据存储分析模块和提示模块，通过数据存储分析模块和提示模块能够自动进行数据对比，提升本系统的自动化水平。
本具体实施方式还提供了一种电流互感器二次接地系统抗短路试验方法，使用上述的电流互感器二次接地系统抗短路试验系统，包括以下步骤：
S01：根据电流互感器中的屏蔽筒型号、二次绕组的型号及其数量以及屏蔽管型号，将相同数量和型号的二次绕组设置在相同型号的屏蔽筒中，并将相同型号的屏蔽管与屏蔽筒连接，在屏蔽筒上端以及屏蔽管下端设置通流导电排；
S02：关闭短路电流发生组件，通过电阻检测组件检测并记录试验前本试验系统的回路电阻；
S03：设置短路电流发生组件的初始短路电流以及短路通电时长，且初始短路电流不会导致电流互感器二次接地系统抗短路试验系统开路；
S04：将二次绕组出线接地；
S05：将通流导电排与短路电流发生组件电连接；
S06：开启短路电流发生组件；
S07：断电后，检测并记录试验后试验系统的回路电阻；
S08：当试验前后的数值未发生变化或减小，设置短路电流发生组件的短路电流增大50%~100%，短路通电时长不变，循环S04至S07，直到试验后的回路电阻值增大，电阻检测组件发出相应的抗短路失效提示。
其中，在S03中，短路通电时长为3s，初始短路电流为10KA。通过设置短路通电时长防止时长不足造成数据不准确，或者时长过长造成的安全事故；在S07中，屏蔽筒恢复至室温后检测试验系统的回路电阻。防止温度对测量电阻的影响，提升试验准确性。
通过本方法能够考验待测电流互感器二次接地系统的抗短路能力，并确定待测二次接地系统的承受的短路电流范围，避免其无法承受工作状态下的短路电流。
为了能够通过本抗短路试验方法指导人们对二次接地结构进行优化设计，使其满足使用要求，在S08中，当试验后的回路电阻增大后，更换新的二次绕组，新的二次绕组的数量与型号与原有二次绕组相同，更换屏蔽管，新屏蔽管的厚度大于原屏蔽管的厚度，并继续进行试验，包括以下步骤：
关闭短路电流发生组件，通过电阻检测组件检测并记录试验前本试验系统的回路电阻；
设置短路电流发生组件的短路电流为抗短路失效时的短路电流；
将二次绕组出线接地，并将通流导电排与短路电流发生组件电连接，开启短路电流发生组件；
断电后屏蔽筒恢复至室温时，检测并记录试验后试验系统的回路电阻；
当试验后的回路电阻增大后，更换新的二次绕组，新的二次绕组的数量与型号与原有二次绕组相同，同时更换并增大屏蔽管厚度，重复步骤A至D，直到试验后的回路电阻不再增大。
通过此方法能够确定在抗短路失效时的短路电流下二次接地系统合理的屏蔽管厚度，能够指导人们进行产品优化以满足使用要求。
需要说明的时，由于未开路二次接地系统的电阻非常小，通常在30微殴到1毫殴之间，再加上仪器测量电阻时存在误差，因此在本具体实施方式中所说的“试验后回路电阻增大”是指将仪器测量的误差考虑在内后的增大，并不是指数值的简单增大。
从以上具体实施方式中可以看出本发明具有以下有益效果：
1、通过模拟组件8能够模拟待测电流互感器的二次接地系统的结构，同时通过电阻检测组件9对模拟的二次接地系统试验前后的电阻进行检测，以考验二次接地系统的抗短路能力，避免在二次接地系统结构设计不合理的情况投入使用，造成重大事故和影响，同时通过模拟组件8进行模拟不需要破坏产品整机，降低了试验成本；
2、通过调整模块能够准确调整试验所用的短路电流，保证试验准确性；
3、通过计时模块和电开关模块能够准确控制短路电流的通流时长，防止时长不足造成数据不准确，或者时长过长造成的安全事故；
4、通过通流导电排6能够提升电连接的可靠性，提升本试验系统的可靠性；
5、通过连接法兰3和弹簧触指7提升屏蔽管与屏蔽筒的连接强度，进一步提升电连接的可靠性；
6、通过本方法能够考验待测电流互感器二次接地系统的抗短路能力，并确定待测二次接地系统的承受的短路电流范围，避免其无法承受工作状态下的短路电流；
7、通过此方法能够确定在抗短路失效时的短路电流下二次接地系统合理的屏蔽管厚度，能够指导人们进行产品优化以满足使用要求。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等（如果存在）是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电流互感器二次接地系统抗短路试验方法，其特征在于，使用电流互感器二次接地系统抗短路试验系统，所述电流互感器二次接地系统抗短路试验系统包括短路电流发生组件（10），还包括模拟组件（8）和电阻检测组件（9），模拟组件（8）包括屏蔽筒（1），屏蔽筒（1）型号与待测电流互感器屏蔽筒（1）的型号相同，屏蔽筒（1）内设置有二次绕组（2），二次绕组（2）的型号与数量与待测电流互感器相同，二次绕组（2）连接有二次绕组出线（5），二次绕组出线（5）伸出屏蔽筒（1），二次绕组出线（5）外部套设有屏蔽管（4），屏蔽管（4）的型号与待测电流互感器相同，屏蔽管（4）的上端与屏蔽筒（1）连接，屏蔽筒（1）与短路电流发生组件（10）的高压端电连接，屏蔽管（4）下端与短路电流发生组件（10）的低压端电连接，二次绕组出线（5）接地，屏蔽筒（1）和屏蔽管（4）下端均能与电阻检测组件（9）电连接，屏蔽筒（1）上端以及屏蔽管（4）的下端均设置有通流导电排（6），通流导电排（6）均能与电阻检测组件（9）电连接；
包括以下步骤：
S01：根据电流互感器中的屏蔽筒型号、二次绕组的型号及其数量以及屏蔽管型号，将相同数量和型号的二次绕组设置在相同型号的屏蔽筒中，并将相同型号的屏蔽管与屏蔽筒连接，在屏蔽筒上端以及屏蔽管下端设置通流导电排；
S02：关闭短路电流发生组件，通过电阻检测组件检测并记录试验前本试验系统的回路电阻；
S03：设置短路电流发生组件的初始短路电流以及短路通电时长，且初始短路电流不会导致电流互感器二次接地系统抗短路试验系统开路；
S04：将二次绕组出线接地；
S05：将通流导电排与短路电流发生组件电连接；
S06：开启短路电流发生组件；
S07：断电后，检测并记录试验后试验系统的回路电阻；
S08：当试验前后的数值未发生变化或减小，设置短路电流发生组件的短路电流增大10%~30%，短路通电时长不变，循环S04至S07，直到试验后的回路电阻值增大，电阻检测组件发出相应的抗短路失效提示。
2.如权利要求1所述的电流互感器二次接地系统抗短路试验方法，其特征在于，短路电流发生组件（10）包括调整模块。
3.如权利要求2所述的电流互感器二次接地系统抗短路试验方法，其特征在于，短路电流发生组件（10）包括计时模块，计时模块与电开关模块电连接。
4.如权利要求3所述的电流互感器二次接地系统抗短路试验方法，其特征在于，电阻检测组件（9）包括回路电阻测试仪，且电阻检测组件（9）还包括数据存储分析模块和提示模块。
5.如权利要求4所述的电流互感器二次接地系统抗短路试验方法，其特征在于，屏蔽筒（1）与屏蔽管（4）的连接处设置有连接法兰（3），连接法兰（3）上设置有弹簧触指连接器（7），二次绕组出线（5）从弹簧触指连接器（7）中伸出，屏蔽管（4）套设在弹簧触指连接器（7）。
6.如权利要求1所述的电流互感器二次接地系统抗短路试验方法，其特征在于，在S07中，屏蔽筒恢复至室温后检测试验系统的回路电阻。
7.如权利要求6所述的电流互感器二次接地系统抗短路试验方法，其特征在于，在S03中，短路通电时长为3s，初始短路电流为10KA。
8.如权利要求6所述的电流互感器二次接地系统抗短路试验方法，其特征在于，在S08中，当试验后的回路电阻增大后，更换新的二次绕组，新的二次绕组的数量与型号与原有二次绕组相同，更换屏蔽管，新屏蔽管的厚度大于原屏蔽管的厚度，并继续进行试验，包括以下步骤：
A、关闭短路电流发生组件，通过电阻检测组件检测并记录试验前本试验系统的回路电阻；
B、设置短路电流发生组件的短路电流为抗短路失效时的短路电流；
将二次绕组出线接地，并将通流导电排与短路电流发生组件电连接，开启短路电流发生组件；
C、断电后屏蔽筒恢复至室温时，检测并记录试验后试验系统的回路电阻；
D、当试验后的回路电阻增大后，更换新的二次绕组，新的二次绕组的数量和型号与原有二次绕组的型号和数量相同，同时更换并增大屏蔽管厚度，重复步骤A至D，直到试验后的回路电阻不再增大。
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