PK-CWT/600罗氏线圈在电力系统短路电流测试中的应用

一、客户背景与测试需求

客户行业：电力系统设备制造商（断路器、开关柜）

测试需求：

超大电流测量：短路电流峰值可达240kA

准确捕捉瞬态：需记录短路发生全过程波形

抗干扰能力：强电磁干扰环境下保持测量准确

系统兼容：需兼容现有HIOKI PW6001功率分析仪

二、测试系统配置方案

核心测量设备：

罗氏线圈：PRBTEK PK-CWT/600（3套）

灵敏度：0.05mV/A

峰值电流：240kA

di/dt：40kA/μs

高频带宽：10MHz（700mm线圈）

典型精度：1%

测量系统：

功率分析仪：HIOKI PW6001（1台）

带宽：2MHz

采样率：10MS/s

8通道同步测量

数据记录仪：HIOKI LR8400（1台）

辅助设备：

高压探头：Tektronix P6015A（2套）

短路试验系统：客户定制，35kV/40kA

光纤隔离系统：多模光纤传输系统

屏蔽室：电磁屏蔽测试环境

三、系统搭建与配置

安装布局：

三相分别安装PK-CWT/600线圈

线圈距离开关柜出线端1.5米处安装

采用700mm线圈长度配置

所有信号通过光纤传输至控制室

系统配置：

积分器设置：采用外置高精度积分器

采样率：2MS/s（满足短路测试需求）

触发设置：电压突降触发

存储深度：每通道100M点

四、测试方法与流程

测试准备：

在试验前24小时进行系统校准

使用标准电流源验证测量精度

进行三次空载试验验证系统稳定性

正式测试：

预击穿测试：

10kA预期电流测试

验证测量系统时间同步性

全容量测试：

240kA对称短路电流测试

记录电流峰值和持续时间

测量直流分量衰减时间常数

非对称测试：

240kA非对称短路电流

记录最大峰值和冲击系数

分析断路器分断特性

数据记录：

每次试验记录：

电流峰值和时间

燃弧时间

分断成功/失败

波形完整数据

五、测试结果分析

精度验证：

240kA峰值测量误差：0.75%

时间测量精度：±0.1ms

直流分量测量准确度：0.8%

动态性能：

成功记录到40kA/μs的电流变化率

故障发生时刻准确捕捉

整个暂态过程波形完整

关键数据：

对称短路电流峰值实测241.2kA

非对称短路峰值达340.5kA

直流分量衰减时间常数45ms

燃弧时间15.2ms

抗干扰性能：

在强电磁干扰环境下信噪比达60dB

光纤传输完全隔离地电位差

测量系统在多次试验后无漂移

六、应用总结

技术创新点：

超大电流测量：240kA测量能力覆盖电力系统短路测试需求

完美绝缘特性：完全避免传统CT的饱和问题

优异暂态响应：准确记录短路全过程动态特性

安全可靠：光纤隔离确保操作人员和设备安全

应用价值：

该方案成功解决了电力系统大容量短路电流精确测量的技术难题，为开关设备型式试验提供了可靠的测试手段。测试数据准确可靠，完全符合IEC 62271标准要求。

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