电流互感器极性快速测试仪的研发

黄庆涛

（扶绥供电公司 广西扶绥 532199）

电流互感器极性快速测试仪的研发

黄庆涛

（扶绥供电公司 广西扶绥 532199）

电流互感器极性快速测试仪，包括设置在壳体表面右两端分别设置有接线端子以及左端的LCD显示器和打印机，接线端子的下方和壳体表面的底端边沿之间设置有电源接口和电源开关，以及设置壳体内部的极性判别电路、信号控制器、电池供电监控电路和通信接口电路，接线端子通过极性判别电路与信号控制器电气连接，信号控制器分别与电池供电监控电路、通信接口电路和LCD显示器电气连接，通信接口电路与通信转接口与打印机连接，本实用新型操作方便，能够快捷有效地判别出电流互感器极性，降低试验时间，提高检修效率。

电流互感器；极性快速测试仪；研发

前言

电流互感器（以下简称CT，Current Transformer）是电力系统中联系一次回路和二次回路的重要设备，在发电厂、变电站、配电网广泛使用，它能够通过交变磁通将电力系统一次侧的大电流转化为二次电流供给保护、测量、计量、录波等二次回路使用。由于电流互感器在继电保护二次回路中起一、二次回路的电流隔离作用，它们的一、二次侧都有两个及以上的引出端子，任何一侧CT的引出端子用错或二次侧回路的极性接反，都会使二次侧的相位变化180°，就极有可能造成一些带方向判别条件的保护装置（功能）拒动或误动，从而给电网的安全稳定运行造成危害。因此，需要在电流互感器投入使用前或更换CT二次电缆后，及时对上述CT的极性进行测试是继电保护工作人员不可或缺的工作环节。现有的极性测试装置虽然功能都比较齐全，但过于笨重携带不便，每次在现场接线比较凌乱、繁琐，容易出错，降低检修效率。

1 电流互感器极性快速测试仪技术方案

为解决现有技术的上述问题，提供了一种操作简单、能快速、正确判别电流互感器极性快速测试仪，为了实现上述目的，采用的技术方案如下：极性判别电路包括信号比较放大器U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻 R4、电阻 R5、电阻 R6、电阻 R7、电阻 R8、三极管 Q1、电容 C1、电容C2和发光二极管D1，电阻R1的一端、电阻R3一端、电容C1一端分别与电压互感器的二次侧的一抽头连接，电容C1的另一端、电阻R2的一端、电阻R4的一端分别与电压互感器的二次侧的另一抽头连接，电阻R1的另一端和电阻R2的另一端都与地连接，电阻R3的另一端与信号比较放大器U1A的正极连接，电阻R4的另一端与信号比较放大器U1A的负极连接，电阻R5的一端、电阻R6的一端、电容C2的正极都与信号比较放大器U1A的输出端连接，电阻R5的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极分别与电阻R7的一端、发光二极管D1的阳极、信号控制器连接，发光二极管D1的阴极与电阻R8的一端连接，电容C2的负极、电阻R7的另一端、电阻R8的另一端都与地连接，三极管Q1的发射极与+12V电源电压连接，电阻R6与+5V电源电压连接。

电池供电监控电路包括三极管Q2、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14，电阻R10的一端与电阻R12的一端连接后再与信号控制器连接，电阻R11的一端、三极管Q2的基极都分别与信号控制器连接，电阻R10的另一端通过电阻R13与三极管Q2的基极连接，电阻R9的一端也与三极管Q2的基极连接，电阻R9的另一端、电阻R12的另一端都与地连接，电阻R11的另一端分别与三极管Q2的集电极、电池的正极连接，三极管Q2的发射极通过电阻R14与电池的负极连接后再与地连接。信号控制器为AT89C2051单片控制器。信号比较放大器U1A采用LM339四输出集成运算放大器芯片。通信转接口为25针RS-232串口、9针RS-232串口或USB接口，通信接口电路为RS-232通信电路或USB通信电路。在本实用新型中采用9针RS-232串口。所接线端子为二线输入通道、四线输入通道或六线输入通道。

2 电流互感器极性快速测试仪具体实施方式

如图1～2所示，一种电流互感器极性快速测试仪，包括壳体100，以及设置在壳体100表面右两端分别设置有接线端子1以及左端的LCD显示器5和打印机8，接线端子1的下方和壳体100表面的底端边沿之间设置有电源接口9和电源开关10，以及设置壳体100内部的极性判别电路2、信号控制器3、电池供电监控电路4和通信接口电路6，接线端子1通过极性判别电路2与信号控制器3电气连接，信号控制器3分别与电池供电监控电路4、通信接口电路6和LCD显示器5电气连接，通信接口电路6通过通信转接口7与打印机8连接，信号控制器3为AT89C2051单片控制器。通信转接口7为25针RS-232串口、9针RS-232串口或USB接口，通信接口电路6为RS-232通信电路或USB通信电路。通过设置打印机7可方便及时地打印所测试的结果。在本实用新型中，接线端子1的输入通道包括二线输入通道a、四线输入通道b和六线输入通道g。

图1

图2

如图3所示，极性判别电路包括信号比较放大器U1A、电阻R1、电阻 R2、电阻 R3、电阻 R4、电阻 R5、电阻 R6、电阻 R7、电阻 R8、三极管Q1、电容C1、电容C2和发光二极管D1，电阻R1的一端、电阻R3一端、电容C1一端分别与电压互感器的二次侧的一个抽头连接，电容C1的另一端、电阻R2的一端、电阻R4的一端分别与电压互感器的二次侧的另一抽头连接，电阻R1的另一端和电阻R2的另一端都与地连接，电阻R3的另一端与信号比较放大器U1A的正极连接，电阻R4的另一端与信号比较放大器U1A的负极连接，电阻R5的一端、电阻R6的一端、电容C2的正极都与信号比较放大器U1A的输出端连接，电阻R5的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极分别与电阻R7的一端、发光二极管D1的阳极、信号控制器3连接，发光二极管D1的阴极与电阻R8的一端连接，电容C2的负极、电阻R7的另一端、电阻R8的另一端都与地连接，三极管Q1的发射极与+12V电源电压连接，电阻R6与+5V电源电压连接。在本实用新型中，比较放大器采用LM339四输出集成运算放大器芯片。

图3

极性判别电路的工作原理如下：电流互感器CT的一次侧为两个抽头接线端子，电流互感器CT的二次侧为若干个抽头接线端子，在本实用新型中，如图2所示，电流互感器CT一次侧的P1端子和P2端子，S1端子、S2端子、S3端子、S4端子、S5端子和S6端子为电流互感器CT二次侧的六个抽头接线端子，测试时，从电流互感器CT的一次侧施加电压信号Us，在此同时，电流互感器CT二次侧的S1端子和S6端子分别接入壳体100表面的二线输入通道a，电流互感器CT二次侧瞬时感应输出的脉冲采样信号分别送入信号比较放大器U1A的正极输入端（in+）和负极输入端（in-）进行比较放大和调节处理，从电流互感器CT的二次侧S1，S2的瞬时感应脉冲采样信号，在比较器中进行比较，因为极性不同时，感应的脉冲正负是不同的，当极性相同时，比较输出为低电平，三极管Q1被导通，发光二极管D1发亮，表示极性相同，三极管Q1输出高电平至AT89C2051控制器的P3.5引脚，此时AT89C2051控制器输出相应的信号至LCD显示器5，则LCD显示器5上显示为“正”表示极性相同。若极性不同时，比较输出为高电平，三极管Q1截止不导通，发光二极管D1不发亮，则极性不相同，三极管Q1输出低电平至AT89C2051控制器的P3.5引脚，此时AT89C2051控制器输出相应的信号至LCD显示器5，LCD显示器5上显示为“负”表示极性不相同，通过以上测试来判断电流互感器CT的极性。当同时测试电流互感器CT的四个抽头端子或六个抽头端子时，则将抽头分别接入壳体100表面的四线输入通道b或六线输入通道g，此时的极性判别电路中的信号比较放大器U1A所采用的型号为LM339四输出集成运算放大器芯片，将采用四组比较输出进行同时测试，而提高了测试的效率。

如图4所示，电池供电监控电路4包括三极管Q2、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14，电阻R10的一端与电阻R12的一端连接后再与信号控制器3连接，电阻R11的一端、三极管Q2的基极都分别与信号控制器3连接，电阻R10的另一端通过电阻R13与三极管Q2的基极连接，电阻R9的一端也与三极管Q2的基极连接，电阻R9的另一端、电阻R12的另一端都与地连接，电阻R11的另一端分别与三极管Q2的集电极、电池BT1的正极连接，三极管Q2的发射极通过电阻R14与电池BT1的负极连接后再与地连接，电池BT1采用12V，同时通过在电池BT1的正极设置电源开关KM后再与电阻R11和三极管Q2的集电极进行连接，以控制电池BT1的工作状态。

图4

3 结语

综上，由于采用了上述方案，还具有以下有益效果：电流互感器极性快速测试仪集成了所有部件于一体，结构简单，操作方便，能够快捷，现场接线简单，有效快速地判别出电流互感器极性，降低试验时间，提高检修效率，减少设备停役时间。而且，存放容易，而且携带和使用都更为灵活轻便。

[1]胡晓光，王哲，于文斌.电流互感器极性快速测试仪的研发[J].电力系统及其自动化学报，2001，13（4）：12～15.

[2]束洪春，林敏.电流互感器极性快速测试仪的研究[J].电网技术，2003，27（4）：11～14.

[3]葛荣尚，胡家为，黄慎仪.电流互感器极性快速测试仪的探讨[J].电力系统自动化，2000，24（3）：32～35.

TM452

A

1004-7344（2016）32-0071-02

2016-10-26

黄庆涛（1976-），男，助理工程师，本科，主要从事变电检修、继电保护、高压试验工作。