（国网浙江丽水市莲都区供电公司 浙江丽水 323000）
摘要：本文从排查低压电网接地故障的角度出发，了解了测量剩余电流的工作原理，针对现有钳形电流表的局限性，利用现有成熟技术研制新的四线圈钳形电流表。
关键词：低压 剩余电流 钳形电流表
一.引言
现有农村电网大多采用TT接线系统，农村低压配网网架较为薄弱，经常出现断杆、断线的事故，另外农村居民安全用电意识薄弱，挂钩用电、违规用电现象较多，由此造成农村居民人身触电伤亡事故较多。为了减少此类现象，采用剩余电流保护技术能相比短路保护灵敏度更高，发生人身触电时能快速切断电源，起到有效的触电保护作用。
农村电网的结构性薄弱以及农村居民用电安全意识较为淡薄，引起农村电网经常性的发生单相接地现象，造成剩余电流保护器动作。为迅速恢复电网供电，保障居民用电，要求农村供电部门快速的查找接地故障点。现在供电部门常用的查找接地故障方法为使用钳形电流表测量剩余电流。
二.低压四线剩余电流测量的需求分析
低压电网发生单相接地，剩余电流变大，总保动作后，为迅速恢复电网供电，保障居民用电，要求供电所快速的查找到故障点。供电所现有的查找方法主要有：
1、逐户目测，检查家保是否正常，试跳家保，查看剩余电流是否消失；
2、采用钳形电流表测量测量三相四线电流，排查故障支线。
但是在现实中经常发现，在电网较为复杂的台区，采用逐户目测、试跳家保德方法及其浪费时间，且毫无目的性，采用钳形电流表测量的方法可以快速缩短时间，查出故障的分支线，再逐步缩小故障范围，直到找到故障点。现有的钳形电流表只有一个线圈，必须四线捆扎在一起时才能测量，采用钳形电流表测量的方法可以快速缩短泄流电流点的检查时间，现有的钳形电流表只有一个线圈，现有的农村电网主线路多为三相四线的架空线路，普通的钳形电流表只有一个测量线圈，必须四线捆扎在一起时才能测量无法同时测量四线电流，不能满足大部分地区使用条件。
三.设计理念和设计思路
1.钳形电流表测量剩余电流的工作原理：
低压配网正常工作时，三相电流和零线上的电流相量和为零，即：
当低压配网发生单相接地时，有电流从接地点流入大地，三相电流和零线上的电流相量和不为零，即：
接地故障前面的低压线路上有剩余电流存在，接地故障后面的低压线路没有剩余电流存在。使用钳形电流表测量剩余电流就可以判断出接地故障发生的位置。
低压四线钳形电流表有四个线圈，分别测量低压四条线路的负荷电流，测量钳表通过分析软件对四线电流进行计算，计算出剩余电流，判断是否发生接地故障。
2.现有钳形电流表分析
现有的钳形电流表有两类，一类为一个测量线圈，主要用来测量低压电网的剩余电流和负荷电流；第二种为三个测量线圈，主要用来测量二次回路电流。这两类钳形电流表均无法用于测量低压四线的剩余电流。所以现需研制一种新型钳形电流表，带有四个测量线圈，测量装置可以计算分析出剩余电流，通过相量图和表格两种方式显示。
3.低压四线钳形电流表的各参数
3.1钳形电流表采用手持结构，数据显示采用3.5寸真彩色显示，可以触摸屏操作。
3.2钳形电流表可以测量一路电压和四路电流，一共五路测量输入。电压相位默认为0度，四路电流以电压相位为基准显示角度；电压无输入时，以第一路电流为基准0度。
测量环境：低压（0~400V）,工频线路
采用高精度电流钳，电流测量精度0.5级，钳口尺寸>20mm
测量结果有多种显示方式，有表格、向量图，可以实时显示相量图，并能计算四路电流矢量和。
3.3测量结果可以存储。
3.4锂电池供电，充电后一次工作8小时以上。
3.5钳形电流表结构设计合理，可采用延长线将电流互感器信号延长接到地面操作，也可方便携带到杆上。
4.钳形电流表装置设计
4.1正面
钳形电流表显示屏幕采用3.5寸TFT真彩色触摸屏，主要功能为数据显示和操作界面。
4.2顶部
包含一路500V电压和四路200A电流输入。
4.3底部
电源开关，USB充电接口，充电指示灯。
4.4界面显示
黄绿红分别表示ABC电流，黑色表示N相电流，蓝色向量表示剩余电流。相量图测试界面可以发现在0.1A时既可以清晰地显示和准确计算漏电流。图给出了不同的电流模拟方式。有的是未接入In电流，有的是三相幅值相位都不平衡，都可以准确显示出漏电流。
5.精度测试
钳形电流表以电压输入100V为基准，进行了电流幅值和相位测量，电流从0.1A到200A，幅值误差跟标准表比对不超过0.2%。设定相位角度为245°，可以发现在0.1A时相位偏差不超过3°，超过2A以上时都在1°以内。相位变化不超过0.2°。
四.总结
本文通过如何测量低压四线剩余电流的考虑，发现测量剩余电流的钳形电流表存在的局限，为此对该情况进行了讨论分析，研制出新型的低压四线钳形电流表，解决了低压四线的剩余电流测量，为用户可靠用电保驾护航，为今后的剩余电流测量提供了可贵的思路和可借鉴的素材。
论文作者:刘洪涛,王江海
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/19
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