【正文】 電容式電壓互感器的鄰近效應(yīng)，只能用實驗室檢定結(jié)果與現(xiàn)場檢定結(jié)果的偏差作為運行變差。根據(jù)國際慣例，現(xiàn)場檢定時。電壓互感器的下限負(fù)荷按 ，電壓互感器有多個二次繞組時，下限負(fù)荷分配給被檢二次繞組，其它二次繞組空載。這樣處理可以有效控制電力互感器使用中的誤差。例如電力線路中開關(guān)的操作會使電流互感器鐵芯產(chǎn)生剩磁。由于電力互感器適用的氣候條件很寬，一般都超出檢定用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備要求的環(huán)境，只能根據(jù)實驗室和現(xiàn)場試驗的可行性選擇一個能兼顧電力互感器運行條件和誤差試驗條件的環(huán)境。這部份的誤差就是基本誤差。但互感器的誤差受運行工況影響，檢定時的誤差與使用時的誤差并不相同。這個問題目前只能由檢定人員根據(jù)實際檢定的經(jīng)驗處理。因此當(dāng)測得電容式電壓互感器誤差不正常時，應(yīng)考慮外絕緣的因素。這樣規(guī)定的好處是當(dāng)用戶使用電壓互感器測量電壓時可省去給其它二次繞組配接負(fù)荷的麻煩。三、互感器運行變差的規(guī)定檢定規(guī)程中對參比條件的規(guī)定如表10所示。平行于地面的架空線對地電容為： ，其中為導(dǎo)線長，為導(dǎo)線直徑，為導(dǎo)線離地面高度。由于電容式電壓互感器出廠試驗一般是底部放在地面，而使用時底部離地面有1m～3m，這樣就會產(chǎn)生1到2個化整單位的附加誤差。電容式電壓互感器的電容分壓器沒有電場屏蔽，當(dāng)分壓器底部放在地面時，分壓器對地電容為：，式中 為分壓器高度，r為分壓器半徑。對于有電容屏設(shè)計的電流互感器，低壓下測量誤差與高壓下測量誤差在結(jié)果上并無顯著不同，因為從高壓的一次導(dǎo)體流到低壓側(cè)的電流都被電容屏截斷流入接地端子，不會流入二次繞組。這里所說的誤差分配，指電容式電壓互感器的額定二次負(fù)荷應(yīng)該減小，減小負(fù)荷后節(jié)省出來的誤差指標(biāo)留作誤差裕度，分配給運行變差。試驗表明，電網(wǎng)頻率變化1%%。通過互感器的等效電路可以分析得到，1%的頻率變化對互感器誤差的影響還不到1/10個化整單位。只要對瓷套外表面進(jìn)行清洗，就可以解決其影響。這種干擾與電容式電壓互感器的主電容量有關(guān)，, , ,因此空間雜散電容對它們的干擾程度有很大不同，,，由于雜散電容在10pF以下，%。4 環(huán)境電場對互感器誤差的影響電磁式電流電壓互感器由于回路阻抗低，環(huán)境電場在回路中感應(yīng)產(chǎn)生的電流電壓非常小，理論和實驗都證明，環(huán)境電場基本上不會影響到電磁式互感器的誤差。阻尼器由調(diào)諧到50Hz的電容器和電感元件并聯(lián)組成，電容器的電容量一般具有負(fù)的溫度系數(shù)，電感線圈的電感量則具有正的溫度系數(shù)，運行中諧振回路頻率參數(shù)變化的數(shù)量級接近102?；ジ衅鞯睦碚撜`差變化10%ε，可能影響一個化整單位。實驗數(shù)據(jù)表明，多數(shù)非晶和微晶材料低溫下的磁導(dǎo)率有很大的下降。鐵鎳合金的居里溫度約為340℃ ，溫度變化25℃ ，磁導(dǎo)率變化約為5%，勵磁導(dǎo)納變化5%,可能影響1/2個化整單位。在低于居里溫度時，用M方程得到的以及從x方程得到的聯(lián)立求解。設(shè)鐵磁體內(nèi)單位體積有N個原子，原子的角量子數(shù)為J，則，其中為原子平均磁矩；為原子回旋磁化率，根據(jù)自旋運動情況取值1或2；為玻爾磁子，； 為布里淵函數(shù)。為了驗證測量線路的可靠性，增加了全波測量項目，測量時要把圖14電路中整流二極管短接。圖中使用10/1的變流器提升校驗儀的工作電流，校驗儀的誤差示值應(yīng)乘上10才是測量結(jié)果。CT1和CT2是兩只結(jié)構(gòu)完全一致的電流互感器，一次和二次繞組匝數(shù)相等。圖14 電流互感器半波電流誤差測量電路圖13 電流互感器匝比誤差測量電路直流分量對電流互感器誤差的影響可以通過電流互感器在半波電流下的變換誤差進(jìn)行研究。對于標(biāo)準(zhǔn)硅鋼片和鐵鎳合金試樣，弱剩磁多半使互感器誤差往正方向變化，強(qiáng)剩磁必然使互感器誤差向負(fù)方向變化。由于H0通常比H小很多，因此各高次項展開后主要由第一交叉乘積項起作用。鐵芯剩磁對電流互感器誤差的影響可以用鐵磁材料的磁化曲線分析。但實際加工得到的晶體總是不均勻的，在內(nèi)部應(yīng)力作用下，部分磁疇可以沿應(yīng)力取向，如果外部磁場的作用力不能超過內(nèi)部應(yīng)力，這部分磁疇將不隨外部磁場翻轉(zhuǎn)，這時就有剩磁產(chǎn)生。必須指出，平衡繞組只是使一側(cè)磁通增加，另一側(cè)磁通減小，兩側(cè)鐵芯磁通的總值仍保持不變，當(dāng)外磁場很大致使總值接近飽和場強(qiáng)時，就必須使用鐵磁材料及導(dǎo)電材料對鐵芯進(jìn)行磁屏蔽。表7 電流互感器一次返回導(dǎo)體磁場干擾計算值（有效值）a/RλΦa(10－8Wb)(? )Φ(10－8Wb)Φa/Φ(%)Bx(104T)ΔU(mV)11754394644102232204402 81121972776721695205357513861625021176 13544461021 115401904 1005364811 89334735 806308673 737267576 628236502 539210446 4710190401 42以上討論了載流導(dǎo)體在無屏蔽的鐵芯中產(chǎn)生的磁場。表7通過一只試驗用鐵芯進(jìn)行的理論計算數(shù)據(jù)，說明一次返回導(dǎo)體磁場干擾和鐵芯結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。另一個重要的值是鐵芯中磁通為零處對應(yīng)的圓心角，在這點進(jìn)入鐵芯的磁通沿左右兩路分流。為了方便對計算結(jié)果進(jìn)行分析研究，我們用h＝25mm，I＝1000A作為參比值。設(shè)上式第一項為 ＝ 它等于環(huán)形鐵芯左半磁路的最大磁通。若磁路均勻，則左右兩路磁場有關(guān)系式： 。根據(jù)連續(xù)性定理，分界面兩側(cè)的H和B應(yīng)滿足以下的邊界條件：。在z平面半圓弧上的點，伸縮率為：＝＝＝＝＝＝＝ 于是可得到z平面半圓弧上指向半徑方向的磁場值： a） b） c） 圖11 用平面鏡象電流法求解線電流在兩種媒質(zhì)內(nèi)的磁場現(xiàn)在再考慮鐵芯表面磁化影響。半圓弧上的點的座標(biāo)是, 映射到w2平面后座標(biāo)變?yōu)?, 于是有u2＝。同時也把A點座標(biāo)從（a , 0）變換到（ , 0），如圖8所示。其中一個等磁位面由x軸的－∞點到外圓柱與x軸的交點（－R，0），再沿上半圓弧到與x軸交點（R，0），再沿x軸到直線電流所在的A點。這樣我們可以采用保角變換方法，把圓柱外的域變換成平面域求解。圓環(huán)外徑為R，內(nèi)徑為r，取圓環(huán)的中心為直角座標(biāo)的原點，圓環(huán)外有一電流導(dǎo)體與圓環(huán)軸線平行，位于x軸上的A點。 表6一次母線偏心情況下電流互感器的誤差（10VA， cosφ=）Ip/In(%)520100f(%)δ( ‘) 2）返回導(dǎo)體影響有的電流互感器用改變一次導(dǎo)體匝數(shù)的方法變換電流比，一次返回導(dǎo)體可能使互感器鐵芯中的磁通分布不均勻。%的不平衡安匝計算，對應(yīng)的一次電流為31A247。 =用數(shù)值計算方法, 得到表5的結(jié)果。 =用數(shù)值計算方法, 得到表3的結(jié)果。 =用數(shù)值計算方法, 得到表1的結(jié)果, 可知H1計算到10000項, H2計算到100項已有足夠精度。圓環(huán)鐵芯內(nèi)部的磁場就是這些鏡象電流在填充了鐵磁媒質(zhì)的空間中在圓環(huán)區(qū)域產(chǎn)生的磁場，如圖4所示。 現(xiàn)在我們再用反變換把矩形域變回圓環(huán)域，鏡象電流也變成實軸上的點。位置為(2ln R－ln d), (4lnR－2ln r－ln d)，…，(2N lnR－2（N1）ln r－ln d)，… 。求解區(qū)間為直線v=0,、v=2πi以及直線u=lnr、u=lnR圍成的矩形區(qū)間，它對應(yīng)著園環(huán)內(nèi)部。圖3 從圓域到矩形域的變換 對數(shù)變換把圓內(nèi)區(qū)域變換為復(fù)平面w上由實軸、與實軸平行直線v=2πi以及線段（ln r, 0）,(ln r, 2πi)圍成的帶狀區(qū)間的左半部分，把圓環(huán)內(nèi)部變換為復(fù)平面w上由實軸、與實軸平行直線v=2πi 、直線和所圍矩形區(qū)域，實軸上的點則被變換為復(fù)平面w 實軸上的點。把復(fù)平面z上的曲線L通過變換映射成復(fù)平面w上的曲線L’時，曲線的線度發(fā)生伸縮，方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)。復(fù)變函數(shù)指的是形狀為的復(fù)函數(shù)，如果實部u 和虛部v滿足柯西－黎曼條件： ， ，則復(fù)函數(shù)w稱為解析函數(shù)。如果用一條從原點過X軸坐標(biāo)為 r的點的線段使圓內(nèi)區(qū)域有一條割縫，則根據(jù)電磁學(xué)理論，在這個有割縫的圓域，磁場分布滿足磁位的拉普拉斯方程。1）偏心母線產(chǎn)生的不均勻磁場圖1是一種母線型大電流互感器，一次電流導(dǎo)體一匝穿心，由于鐵芯直徑比較大，又沒有緊固在線圈上的一次電流導(dǎo)體，實際穿過的電流導(dǎo)體容易偏離環(huán)形鐵芯中心。因此只要外磁場對鐵芯內(nèi)磁場的擾動不明顯，例如使鐵芯磁路兩側(cè)磁通的變化只有10%，互感器的誤差可認(rèn)為基本不變。有的誤差是可以控制的，如溫度、濕度引起的誤差。原因是這兩個規(guī)程的原型是儀用互感器檢定規(guī)程，儀用互感器的使用條件屬于實驗室條件，運行工況按儀器儀表要求，因此不規(guī)定運行變差也不會發(fā)生使用上失準(zhǔn)的問題。在這些標(biāo)準(zhǔn)中。因為規(guī)程并沒有對已安裝和待安裝加以限制。規(guī)程在這一點是有彈性的。因此按從簡原則，作為儀用互感器檢定比較合適。如果拆下檢定，則可以按JJG313《測量用電流互感器》和JJG314《測量用電壓互感器》兩個規(guī)程檢定。低壓用戶主要使用額定電壓380V和220V的電力互感器，通常稱為低壓互感器。保護(hù)用電流互感器在額定電流下允許誤差可達(dá)1%，復(fù)合誤差可達(dá)5%，保護(hù)用電壓互感器在額定電壓下允許誤差可到1%，運行電壓下誤差可達(dá)3%。2007年2月經(jīng)國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)并發(fā)布，2007年5月正式在全國施行。根據(jù)《中華人民共和國計量法》，對關(guān)系到貿(mào)易結(jié)算的計量器具必須由計量技術(shù)部門進(jìn)行強(qiáng)制檢定。JJG 1021—2007《電力互感器》宣 貫 材 料一、編寫電力互感器檢定規(guī)程的必要性安裝在電力系統(tǒng)中用于計量和測量的電流、電壓互感器，包括電容式電壓互感器，過去一直沿用SD1091983《電能計量裝置檢驗規(guī)程》檢驗。隨著電力行業(yè)體制改革的進(jìn)行和深入，發(fā)電廠和電網(wǎng)，電網(wǎng)和供電公司，供電公司和高壓用戶之間的電量結(jié)算，都通過高壓電能計量裝置進(jìn)行。國家高電壓計量站在2001年向全國交流電量計量技術(shù)委員會提出了編寫JJG－200《電力互感器》的項目申請，2002年由國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)并把任務(wù)下達(dá)給國家高電壓計量站，2003年在杭州舉行的全國電磁計量技術(shù)委員會組織的審定會議上原則通過。雖然它們的誤差也有要求，但與計量和測量對準(zhǔn)確度的要求有很大區(qū)別。電力系統(tǒng)中的高壓電流、電壓互感器用于高壓用戶，電壓為6kV～750kV。因此《電力互感器》檢定規(guī)程對低于6kV的電力互感器，作了這樣的處理：如果它們不移離現(xiàn)場安裝位置，則參照本規(guī)程檢定。兩規(guī)程比較，測量用互感器規(guī)程的檢定內(nèi)容比較簡單，對互感器的運行變差沒有要求，也不考核其運行變差。其它用途的低壓互感器如果也存在運行工況影響大的情況，有關(guān)部門也可以根據(jù)電力互感器檢定規(guī)程按電力互感器檢定，因為規(guī)程并沒有說低于6kV的互感器不適合拆下檢定。電力互感器檢定規(guī)程適用于現(xiàn)場檢定，也適用于高壓電力互感器安裝前的檢定，不管這個檢定在現(xiàn)場或是實驗室進(jìn)行。 電力互感器對應(yīng)著按GB1207《電壓互感器》、GB 1208《電流互感器》、GB/T 4703《電容式電壓互感器》、GB 17201《組合互感器》、JB/T 10432《三相組合互感器》、JB/T 10433《三相電壓互感器》生產(chǎn)的互感器。三、電力互感器在實際使用中的誤差JJG313和JJG314兩個檢定規(guī)程對于互感器在使用中的允許誤差沒有具體規(guī)定。互感器周邊的電氣設(shè)備和構(gòu)架產(chǎn)生鄰近效應(yīng)影響互感器的誤差。大多數(shù)鐵磁材料在運行磁密下（～）的磁導(dǎo)率變化陡度并不是很大，磁密略有變化對誤差不會產(chǎn)生實質(zhì)性影響。電流導(dǎo)體的影響有兩種情況，一種是穿心母線偏離鐵芯軸線，一種是返回導(dǎo)體與互感器鐵芯過于靠近。實際的磁場是三維的，為了便于計算，把它近似作二維磁場分析，并取鐵芯的內(nèi)圓周半徑為r，外圓周半徑為R, 一次導(dǎo)體與圓心相距d（dr）。圖2 偏心大電流母線在鐵芯中的位置下面我們回顧一下用復(fù)變函數(shù)保角變換求解二維拉普拉斯方程的方法。 其乘積為＝－1，導(dǎo)出上式使用了柯西－黎曼條件。然后計算原場域內(nèi)所求的相關(guān)點在變換過程中發(fā)生的尺度上的伸縮量和角度上的旋轉(zhuǎn)量，把求出的解換算到原場域。對鐵板問題求解可以用我們熟悉的鏡象電流法。 位于右半平面的鏡象電流大小為，…，… 。放置在（ln d, 2πi）上的電流I1對鐵板的鏡象電流沿直線v=2πi分布，其大小和分布與實軸上的情況相同。由于實軸上的鏡象電流與直線v=2πi上的鏡象電流在變換后疊加，原有鏡象電流數(shù)值加倍。實驗用的鐵芯外徑為550mm, 內(nèi)徑為450mm, 取一次母線與鐵芯中心的距離200mm, 取鐵芯磁導(dǎo)率μ與空氣磁導(dǎo)率μ0的比為5000，則有： m m m =I =－I在θ=0處, =。表2 I=1A θ=π處磁場計算值(A/m)磁場分量n=0n=9n=99n=999n=9999n=99999H1H2H1－H2在θ=π/2處, =。表4 I=1A θ=π/4處磁場計算值(A/m)磁場分量n=0n=9n=99n=999n=9999n=99999H1H2－