互感器测试名词解析大全：从变比、角差到10%误差曲线一文读懂

在电力系统的安全运行中，互感器扮演着电网“感知器官”的角色，精确地将高电压、大电流信息传递给测量和保护系统。而互感器测试则是确保其感知“精准无误”的核心环节。面对测试报告或技术规程中纷繁复杂的专业名词，许多工程师可能感到困惑。本文旨在为您提供一份系统化的互感器测试名词解析，助您轻松读懂测试数据，深入理解测试原理。

一、 核心基础概念

◆ 互感器 (Instrument Transformer)

解析： 一种按比例变换电力线路电流或电压的设备。核心作用是隔离高压、为测量/保护装置提供标准信号。

分类： 电流互感器（CT）：将大电流变为小电流（如600A→5A）。电压互感器（PT/VT）：将高电压变为低电压（如10kV→100V）。

◆ 额定值 (Rated Value)

解析： 制造商规定的基准参数，是互感器设计与测试的根基。例如：额定一次电流/电压、额定二次电流/电压、额定负荷等。

◆ 变比 (Transformation Ratio)

解析： 一次与二次绕组间的额定电流（或电压）之比，是互感器最基础的参数。

示例： CT变比 600A/5A；PT变比 10000V/100V。

测试目的： 变比测试用于验证实际比例与铭牌标识是否一致，是检查绕组匝间短路等缺陷的首道关卡。

◆ 极性 (Polarity)

解析： 定义了一次侧和二次侧电流方向关系的准则。电力系统普遍采用减极性标准。极性错误会导致电能表反转、保护装置误动或拒动。

测试目的： 极性测试是验证互感器端子标志（如P1、S1）是否正确的基础试验。

◆ 负荷 (Burden)

解析： 指互感器二次回路所接全部仪器、继电器及连接导线的总阻抗（对CT）或总导纳（对PT），单位为Ω 或 VA。

额定负荷 (Rated Burden)： 保证互感器在指定准确级下正常运行所能承受的最大二次负荷。

◆ 额定容量 (Rated Output)

解析： 在额定二次电流和额定负荷下，二次绕组输出的视在功率（VA值）。计算公式为：额定容量 = (额定二次电流)² × 额定负荷。它本质上是负荷的另一种表达方式。

二、 误差与准确度相关核心名词

互感器的核心价值在于“转换的精确性”，因此误差相关名词是理解其性能的关键。

◆ 比差 (Ratio Error)

解析： 也称比值差，指测量值与真实值之间的差异，以百分比表示。

CT公式： ƒ = (Kn * Is - Ip) / Ip × 100%

通俗理解： “转换的比例到底有多准？”

◆ 角差 (Phase Displacement / Phase Error)

解析： 一次电流/电压与反转180°后的二次电流/电压之间的相位差，单位通常是分（'）或厘弧（crad）。

影响： 角差对功率型计量（电能表）和方向性保护（功率方向继电器）至关重要。

◆ 准确级 (Accuracy Class)

解析： 在规定使用条件下，互感器误差必须控制的等级限值。

测量用： 如 0.2, 0.5, 1.0。数字代表比差百分限值（如0.5级表示比差在±0.5%内），用于电能计量。

保护用 (P级)： 如 5P, 10P。“P”代表保护，数字代表复合误差的百分限值。

◆ 复合误差 (Composite Error)

解析： 保护用CT的核心指标。它考虑了二次电流的幅值、相位波形畸变，是在稳态下一次电流瞬时值与二次电流瞬时值乘以额定变比之差的有效值。它比单纯的比差更能反映CT在故障状态下的综合性能。

三、 保护用CT特有核心名词

保护用CT在系统故障时必须可靠动作，因此有其独特的性能参数。

◆ 准确限值系数 (Accuracy Limit Factor, ALF)

解析： 一个极其重要的参数。指额定准确限值一次电流与额定一次电流的比值。

示例： 5P20 中的“20”即为ALF。意为在一次电流达到额定电流的20倍时，该CT的复合误差仍不超过5%。

◆ 10%误差曲线 (10% Error Curve)

解析： 一条用于校验CT能否满足继电保护要求的核心曲线。它描述了在不同二次负荷下，使CT的复合误差达到10%时，一次电流对其额定电流的倍数关系。

测试基础： 通过伏安特性测试来绘制和计算此曲线。

◆ 饱和 (Saturation)

解析： 当一次电流过大，导致CT铁芯磁通无法继续增大时，二次电流不再跟随一次电流成比例增长的现象。饱和会使保护装置无法感知故障电流而导致拒动，非常危险。

◆ 励磁特性（伏安特性）(Exciting Characteristic / V-I Curve)

解析： 在CT二次侧施加电压，测量其励磁电流所绘制的曲线（U = f(I0)）。此曲线是计算CT几乎所有关键参数（如10%误差曲线、拐点电压、ALF等）的“基因图谱”。

测试目的： 伏安特性测试是CT出厂、交接及预防性试验中最重要、最全面的项目之一。

◆ 拐点电压 (Knee Point Voltage)

解析： 在伏安特性曲线上，当电压增加10%导致励磁电流增加50%的点所对应的电压。它是判断CT磁性能好坏和是否易于饱和的关键指标。

四、 其他重要测试名词

◆ 退磁 (Demagnetization)

解析： CT在经历大电流冲击（如短路、雷电）后，铁芯会残留剩磁，影响其精度和特性。退磁操作就是通过专用设备或方法消除此剩磁的过程。

◆ 绕组电阻测量 (Winding Resistance Measurement)

解析： 使用直流电阻测试仪测量绕组直流电阻，用于检查绕组是否存在匝间短路、引线接触不良等缺陷。

◆ 绝缘电阻测试 (Insulation Resistance Test)

解析： 使用兆欧表测量绕组间及绕组对地的绝缘电阻，是检验绝缘状况最基础的手段。

◆ 介损测试 (Dielectric Dissipation Factor Test)

解析： 测量绝缘介质损耗因数（tanδ），是判断绝缘受潮、老化、劣化程度的精密方法，尤其适用于油浸式高压互感器。

掌握这些专业名词，意味着您拿到了解读互感器测试世界的“密码本”。从基础的变比、极性，到衡量精度的比差、角差、准确级，再到关乎系统安全运行的ALF、10%误差曲线、伏安特性，每一个名词都指向一个具体的性能维度。无论是进行计量检定、继电保护调试还是故障分析，这份全面的名词指南都将成为您得力的专业助手，助您确保电力系统的“感知”系统始终精准可靠。