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測(cè)量用電流互感器的儀表保安系數(shù)(FS)測(cè)定檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-18 11:48:58 更新時(shí)間：2025-08-17 11:48:58

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

測(cè)量用電流互感器的儀表保安系數(shù)(FS)測(cè)定檢測(cè)

測(cè)量用電流互感器儀表保安系數(shù)(FS)測(cè)定檢測(cè)詳解

測(cè)量用電流互感器（Current Transformer, CT）是電力系統(tǒng)中用于將高電流按比例變換為低電流，以供測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置及監(jiān)控系統(tǒng)使用的關(guān)鍵設(shè)備。其性能直接影響到電能計(jì)量的準(zhǔn)確性與系統(tǒng)保護(hù)的可靠性。在眾多技術(shù)參數(shù)中，儀表保安系數(shù)（Instrument Security Factor, FS）是衡量電流互感器在過(guò)載情況下的安全運(yùn)行能力的重要指標(biāo)。FS值定義為：在額定一次電流下，電流互感器鐵芯不飽和的極限一次電流與額定一次電流的比值。通俗而言，F(xiàn)S值越高，表明互感器在過(guò)電流條件下仍能保持線性輸出，避免儀表?yè)p壞或測(cè)量失真。因此，對(duì)測(cè)量用電流互感器的FS值進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，是確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、精準(zhǔn)運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。該檢測(cè)項(xiàng)目不僅關(guān)系到電能計(jì)量的公正性，也直接關(guān)聯(lián)到繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作。在實(shí)際工程應(yīng)用中，若FS值不達(dá)標(biāo)，可能導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)，帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。因此，規(guī)范、科學(xué)的FS測(cè)定檢測(cè)，已成為電力設(shè)備出廠檢驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收以及定期校驗(yàn)中的關(guān)鍵內(nèi)容。

檢測(cè)項(xiàng)目：儀表保安系數(shù)（FS）測(cè)定

儀表保安系數(shù)（FS）測(cè)定是測(cè)量用電流互感器的必檢項(xiàng)目之一，主要檢測(cè)互感器在過(guò)載電流下的鐵芯飽和特性。檢測(cè)內(nèi)容包括：在額定一次電流（I_1n）下，逐漸增加一次電流至互感器鐵芯開始出現(xiàn)飽和的臨界點(diǎn)，并記錄此時(shí)的電流值，從而計(jì)算出FS = I_sat / I_1n。該測(cè)試旨在驗(yàn)證互感器在系統(tǒng)短路等異常情況下，仍能保持測(cè)量輸出的線性度，防止二次側(cè)儀表因過(guò)流而損壞。FS值一般分為5、10、15、20等幾個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高，表示其保安性能越好。檢測(cè)中還需關(guān)注二次負(fù)載的匹配性，因負(fù)載過(guò)大會(huì)加速鐵芯飽和，影響FS值的準(zhǔn)確性。

檢測(cè)儀器與設(shè)備

進(jìn)行FS測(cè)定需配備高精度、高穩(wěn)定性的檢測(cè)設(shè)備，主要包括：

標(biāo)準(zhǔn)電流源：可輸出連續(xù)可調(diào)的交流電流，精度優(yōu)于0.1%，用于提供一次側(cè)可變電流，模擬實(shí)際運(yùn)行中的過(guò)載情況。
高精度數(shù)字功率分析儀或互感器校驗(yàn)儀：用于采集二次側(cè)電壓、電流信號(hào)，計(jì)算變比誤差與相位差，判斷鐵芯是否進(jìn)入飽和狀態(tài)。
可調(diào)負(fù)載箱：按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置二次負(fù)載（如1Ω、2.5Ω、5Ω等），確保測(cè)試條件符合實(shí)際使用場(chǎng)景。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與分析軟件：實(shí)現(xiàn)電流、電壓、誤差等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與曲線繪制，輔助判斷鐵芯飽和點(diǎn)。

檢測(cè)方法

FS測(cè)定通常采用“逐步增加一次電流法”進(jìn)行，具體步驟如下：

將被試電流互感器按標(biāo)準(zhǔn)接線方式接入檢測(cè)系統(tǒng)，二次側(cè)連接至可調(diào)負(fù)載箱，確保負(fù)載符合額定值。
在一次側(cè)施加額定一次電流（I_1n）。
逐步增加一次電流，每次遞增5%～10% I_1n，并記錄各點(diǎn)的二次電壓、電流及變比誤差。
當(dāng)變比誤差首次超過(guò)規(guī)定限值（通常為±10%）或二次電壓出現(xiàn)非線性突變時(shí)，即認(rèn)為鐵芯開始飽和，此時(shí)的一次電流即為飽和電流I_sat。
計(jì)算FS值：FS = I_sat / I_1n。
重復(fù)3次測(cè)量，取平均值，確保結(jié)果的可靠性。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)及國(guó)際上對(duì)測(cè)量用電流互感器FS值的檢測(cè)主要依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 20840.1-2010《互感器第1部分：通用技術(shù)要求》
IEC 60044-1:2010《Instrument transformers — Part 1: Current transformers》
DL/T 725-2000《電力用電流互感器使用技術(shù)條件》
JJG 1021-2007《電力互感器檢定規(guī)程》

根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量用電流互感器的FS值應(yīng)滿足以下要求：

FS值不得低于產(chǎn)品銘牌標(biāo)注的額定值。
在額定二次負(fù)載下，F(xiàn)S值應(yīng)保證在短路電流下互感器仍能提供準(zhǔn)確的測(cè)量信號(hào)。
FS值的測(cè)試誤差應(yīng)控制在±5%以內(nèi)，以確保檢測(cè)結(jié)果的可信度。

綜上所述，對(duì)測(cè)量用電流互感器儀表保安系數(shù)（FS）的測(cè)定，是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格、設(shè)備要求高的關(guān)鍵檢測(cè)項(xiàng)目。通過(guò)科學(xué)的檢測(cè)方法、先進(jìn)的檢測(cè)儀器和嚴(yán)格遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可有效保障電力系統(tǒng)中計(jì)量與保護(hù)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，為電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。