互感器测试仪的工作原理

一、核心测试原理：标准互感器比对法

该方法是检测互感器变比、比差、角差的核心原理，也是国标规定的精准检测方法，核心通过高精度标准互感器与被测互感器的同条件比对，利用两者二次侧信号的差值 / 比值计算被测互感器的参数，保证检测精度。仪器内置的标准互感器精度远高于被测互感器（通常为 0.01 级 / 0.02 级，被测多为 0.5 级 / 1 级），检测时将标准互感器与被测互感器按同类型、同规格匹配，电流互感器采用一次侧串联、二次侧同极性取样，电压互感器采用一次侧并联、二次侧同极性取样，向一次侧施加符合国标要求的测试电压 / 电流信号，使标准互感器和被测互感器同时感应出二次信号；因互感器的一次、二次信号遵循电磁感应的变比关系，通过采集两者二次侧的电压 / 电流信号，计算信号的比值即为被测互感器的实际变比，计算信号的幅值差（比差）、相位差（角差），并与国标误差限值对比，判定互感器计量精度是否合格。

二、电流互感器（CT）专项测试工作原理

针对电流互感器的变比、误差、励磁特性检测，结合其串联式电流感应的结构特点，采用适配的接线和信号施加方式，核心规避二次侧开路的高压风险，同时精准检测铁芯性能。

1. 变比与误差检测：按标准比对法，将标准 CT 与被测 CT 的一次侧串联接入仪器的精密电流信号源，二次侧均接额定负载并同极性连接至仪器采样单元；仪器输出工频交流阶梯电流（覆盖额定电流的 5%~120%），一次侧串联回路中电流处处相等，标准 CT 和被测 CT 的二次侧分别感应出与一次电流成固定变比的二次电流；采样单元采集两路二次电流的幅值和相位信号，数据处理模块按公式计算实际变比（被测二次电流 / 标准二次电流的比值取反）、比差（幅值相对误差）、角差（相位偏差，以分为单位），自动判定是否符合对应精度等级的国标要求。

2. 励磁特性（伏安特性）检测：将被测 CT 的二次侧开路、一次侧接入仪器电流源，仪器向一次侧施加连续可调的工频交流阶梯电流，因二次开路，一次电流全部作为励磁电流使铁芯产生磁通，在二次侧感应出与磁通变化成正比的感应电动势；采样单元实时采集被测 CT 一次侧励磁电流和二次侧感应电动势的数值，数据处理模块绘制一次励磁电流 - 二次感应电动势（I-U） 伏安特性曲线，通过曲线可判定 CT 铁芯的饱和点、线性工作区间，评估 CT 在故障过流状态下的性能。

3. 自动退磁：若 CT 铁芯存在剩磁会导致测量误差，仪器通过通以递减的交变电流实现退磁，即向 CT 一次侧施加从额定电流逐步降至零的工频交流电流，使铁芯磁通做反复衰减的交变运动，最终消除剩磁，恢复 CT 正常的电磁感应特性。

三、电压互感器（PT/TV）专项测试工作原理

针对电压互感器的变比、误差、励磁特性检测，结合其并联式电压感应的结构特点，采用一次侧并联加电、二次侧接额定负载的方式，适配其电压型电磁感应特性。

1. 变比与误差检测：按标准比对法，将标准 PT 与被测 PT 的一次侧并联接入仪器的精密电压信号源，二次侧均接额定负载并同极性连接至仪器采样单元；仪器输出工频交流阶梯电压（覆盖额定电压的 20%~120%），一次侧并联回路中电压处处相等，标准 PT 和被测 PT 的二次侧分别感应出与一次电压成固定变比的二次电压；采样单元采集两路二次电压的幅值和相位信号，数据处理模块计算实际变比（被测二次电压 / 标准二次电压的比值取反）、比差、角差，自动判定精度是否达标。

2. 励磁特性（伏安特性）检测：将被测 PT 的二次侧开路、一次侧接入仪器电压源，仪器向一次侧施加连续可调的工频交流阶梯电压，二次侧开路状态下，一次侧仅通入微小的励磁电流，使铁芯产生磁通并在二次侧感应出空载电动势；采样单元实时采集被测 PT 一次侧施加电压和一次侧励磁电流的数值，数据处理模块绘制一次施加电压 - 一次励磁电流（U-I） 伏安特性曲线，通过曲线判定 PT 铁芯的饱和特性、励磁电流大小，评估 PT 在过电压状态下的工作稳定性。

四、互感器极性检测工作原理

极性是互感器的关键接线参数，极性错误会导致电力计量、保护装置误动作，仪器采用直流瞬时法和交流比对法两种方式实现极性自动判定，其中直流法适用于现场快速检测，交流法适用于精准检测，均无需人工观察仪表偏转。

1. 直流瞬时法：仪器向互感器一次侧施加瞬时直流脉冲信号（正向短时间通电），同时采样单元实时检测二次侧的电压 / 电流信号变化；根据电磁感应的楞次定律，若互感器为减极性（电力系统标准接线要求），一次侧电流从同极性端流入时，二次侧电流应从同极性端流出，此时二次侧会感应出与一次脉冲信号对应的正向瞬时信号，仪器通过识别二次信号的极性方向，自动判定被测互感器的实际极性是否与标称极性一致。

2. 交流比对法：在标准比对法测变比 / 误差的同时，仪器通过对比标准互感器与被测互感器二次侧信号的相位关系，判定极性；若两者二次信号相位一致，说明被测互感器极性正确（减极性）；若相位相反（相差 180°），则判定极性反接，仪器直接给出极性错误提示。

五、信号采集、数据处理与结果输出

仪器的各类检测均需通过高精度信号采集和标准化数据计算实现最终结果输出，该环节是连接硬件测试与参数判定的核心，全程自动化完成，避免人工计算误差。

1. 信号采集与预处理：仪器采用高精度霍尔电流传感器、精密电压采样模块采集标准互感器和被测互感器的二次侧信号，同时配备抗干扰滤波电路，抑制工频电磁干扰、杂散信号干扰，保证采集信号的真实性；采集的模拟信号经高速 AD 转换模块转换为数字信号，传输至数据处理单元。

2. 标准化数据计算：数据处理模块内置互感器检测的国标计算公式，自动根据采集的数字信号计算变比、比差、角差等核心参数，按互感器的精度等级（0.2 级、0.5 级、1 级等）调用对应的国标误差限值，对比后判定参数是否合格；同时对励磁特性的采样数据进行曲线拟合，绘制完整的伏安特性曲线，标注饱和点、额定工作点等关键信息。

3. 结果输出与存储：计算完成后，仪器通过显示屏数字直读检测结果，包括变比实测值、比差、角差、极性判定结果、励磁特性曲线等，同时支持现场打印检测报告；部分机型可存储多组检测数据，通过通讯接口将数据上传至电脑，实现曲线的二次分析和检测台账的数字化管理。

六、辅助功能：互感器退磁与负载测试原理

1. 自动退磁：仪器针对 CT/PT 铁芯剩磁问题，通过输出幅值递减的交变电流 / 电压实现退磁，即从额定值开始，逐步降低施加在一次侧的交变信号幅值至零，使铁芯磁通做反复衰减的交变运动，消除剩磁，保证后续检测结果的准确性。

2. 负载特性测试：仪器可模拟互感器二次侧的不同负载阻抗（电阻 / 电抗），通过改变二次侧负载，检测在不同负载下互感器的比差、角差变化，绘制误差 - 负载特性曲线，判定互感器在实际工作中不同负载状态下的计量精度，为现场二次侧接线的负载匹配提供依据。