《一種GIS電子互感器測試系統及其方法》是國家電網公司、中國電力科學研究院、天津市電力公司於2013年9月9日申請的專利，該專利的公布號為CN103487780A，申請公布日為2014年1月1日，發明人是張勤、葉國雄、郭克勤、劉彬、黃華等。
《一種GIS電子互感器測試系統及其方法》包括連線一根BSG套管上的高壓試驗變壓器，電容分壓器，在另一根BSG套管上的負載電容，以及在兩根所述套管之間的隔離開關，校準一次暫態測試系統和待測電子式互感器，二次轉換器一端連線待測電子式互感器，另一端連線合併單元，合併單元的另一端連線故障錄波器。測試隔離開關開合時的高壓母線上的電壓值和電流值，從而與待測電子互感器的輸出作比對。通過該測試系統，可以模擬110千伏、220千伏、500千伏電壓等級在送電和斷電過程中的電磁環境，模擬現場隔離開關開合空導線及容性小電流負荷過程，產生類似現場暫態強幹擾，考核在該條件下電子式互感器的電磁防護性能。
2017年12月11日，《一種GIS電子互感器測試系統及其方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種GIS電子互感器測試系統及其方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種GIS電子互感器測試系統及其方法
- 申請人：國家電網公司、中國電力科學研究院、天津市電力公司
- 申請日：2013年9月9日
- 申請號：2013104075233
- 公布號：CN103487780A
- 公布日：2014年1月1日
- 發明人：張勤、葉國雄、郭克勤、劉彬、黃華、童悅、劉翔、胡蓓、萬罡、馮翔翔、鄔文亮、陳鵬、楊帆、鄧小聘、王焱、王曉周、代靜、汪英英、熊俊軍、劉勇
- 地址：北京市西城區西長安街86號
- 分類號：G01R35/02(2006.01)I
- 代理機構：北京科億智慧財產權代理事務所
- 代理人：湯東鳳
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,榮譽表彰,
專利背景
隨著智慧型電網的建設，在智慧型電網中廣泛地使用了電子互感器。國家電網公司科技發展規劃提出的“建設統一堅強智慧型電網”的戰略目標，對電子互感器產品的質量和性能，產品運行的可靠性、穩定性和精確度提出了更高的要求。而其中電磁干擾是影響電子互感器可靠性和穩定性的一個重要因素。
中國國內外2013年前對於電子互感器電磁兼容的檢測認識還停留在2013年9月之前標準的基礎上，其試驗項目和技術要求不能完全滿足在高電壓等級中運行的電子設備的實際需要。中國國內電子互感器的套用推廣時間不長，其電磁兼容的問題暴露的還不十分顯著，但由於電子互感器在電力系統的重要作用，重視電磁兼容問題就十分必要。
從變電站常見的電磁干擾的類型、特性和其對電子互感器的干擾耦合路徑可以看出，在變電站環境中，電子互感器容易受干擾的原因主要是由於其設備更接近一次迴路，在開關操作、系統短路的條件下，通過直接傳導和電磁場耦合更容易受到干擾，而其布置、合併單元及其供電模組也非常容易通過電磁輻射或地電位抬升的原因產生干擾。而這些干擾的強度遠遠超過2013年前電磁兼容標準規定的干擾水平，這也是2013年前電子互感器已通過了電磁兼容試驗，在現場出現電磁防護故障的主要原因。為了徹底驗證在現場條件下，電子互感器抗強幹擾的能力，就必須採用與實際情況最接近的試驗方法來驗證。為此需研究並提出一種滿足現場電磁防護要求的電磁兼容試驗方法，以提高電子互感器的防護性能，降低電磁防護的故障率。
發明內容
專利目的
《一種GIS電子互感器測試系統及其方法》的目的在於提出基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，使得能夠模擬系統受到的各種電磁輻射，進而提出一種滿足現場電磁防護要求的電磁兼容試驗方法，以提高電子互感器的防護性能，降低電磁防護的故障率。
技術方案
《一種GIS電子互感器測試系統及其方法》採用以下技術方案：一種基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，包括：包括兩根套管，在兩根套管之間具有GIS管道，其中一根所述套管為電源套管，所述電源套管連線著彼此並聯的高壓試驗變壓器和用於保護電源的電容分壓器，所述電容分壓器用以降低因較高電源阻抗引起的諧振效應，另一根所述套管為負載套管，所述負載套管連線著負載電容，在靠近所述電源套管的GIS管道中具有第一隔離開關；在所述第一隔離開關和所述負載套管之間具有第一校準一次暫態測試系統、第一待測電子互感器、第二待測電子式電壓互感器和第二校準一次暫態電壓測試系統；其中，所述第一待測電子互感器靠近所述第一隔離開關，所述第二待測電子式電壓互感器靠近所述負載套管，第一待測電子互感器為電子式電流互感器，或者電子式電流電壓組合互感器，所述第一校準一次暫態測試系統在第一待測電子互感器的鄰近設定，為對應於所述第一待測電子互感器的一次暫態電流測試系統、或者一次暫態電壓和電流測試系統的組合，所述第二校準一次暫態電壓測試系統在第二待測電子式電壓互感器的鄰近設定；二次轉換器一端連線待測的所述互感器，另一端連線合併單元，所述合併單元的另一端連線故障錄波器，所述故障錄波器用於連線合併單元的輸出。
優選地，在所述第一待測電子互感器和所述第二待測電子式電壓互感器之間還具有第二隔離開關。優選地，所述GIS管道長短可調，所述電源套管的底部具有伸縮所述GIS管道用的滑軌，所述滑軌能夠左右滑動。優選地，所述第一和第二隔離開關的分合的容性小電流數值為0.1～0.8安。優選地，所述高壓試驗變壓器的輸出電流為2安；所述第一和第二隔離開關配電動操動機構、交流220伏操作電源。優選地，所述GIS管道附近安裝有匯空櫃，所述二次轉換器和所述合併單元都置於所述匯空櫃內。
優選地，所述一次暫態電流測試系統包括一次暫態電流感測器，所述一次暫態電壓測試系統包括一次暫態電壓感測器，高速採集卡和測量上位機，所述高速採集卡3分別採集所述一次暫態電流感測器和所述一次暫態電壓感測器的輸出，並通過數據傳輸方式傳輸給測量上位機。
優選地，所述一次暫態電壓感測器為手孔式電壓感測器，所述手孔式電壓感測器包括安裝於GIS手孔內部的感應電極，手孔蓋板和位於所述感應電極和所述手孔蓋板之間絕緣薄膜，所述感應電極和所述手孔蓋板之間夾有一層所述絕緣薄膜構成分壓器的低壓臂電容，所述感應電極和高壓母線之間構成高壓臂電容，組成電容分壓器，測量所述高壓母線和GIS外殼之間的暫態過電壓；所述一次暫態電流感測器使用空心線圈，把所述空心線圈套在所述高壓母線電流測量處測量；在GIS的拔口安裝有禁止箱，所述測試系統的所述高速採集卡、觸發系統、光纖控制系統及其電源置於所述禁止箱內。
一種上述基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子式互感器的測試系統進行測試的方法，包括如下步驟：
步驟1：搭建所述基於隔離開關的GIS式電子互感器測試系統；
步驟2：保證所述合併單元置於所述匯空櫃內，所述合併單元正常帶電運行，與所述故障錄波儀通信正常；
步驟3：閉合所述第二隔離開關，所述第一隔離開關處於分閘狀態，將所述高壓試驗變壓器輸出電壓升至
，其中Um為線路最高電壓；
步驟4：閉合所述第一隔離開關，記錄兩個所述測試系統測試數據和二次故障錄波數據；
步驟5：間隔2分鐘後打開所述第一隔離開關DS1，記錄兩個所述測試系統測試數據和二次故障錄波數據；
步驟6：重複4至5步驟9次，共10次所述第一隔離開關合分操作。
優選地，還包括如下步驟：
步驟7：閉合所述第一隔離開關，所述第二隔離開關處於分閘狀態，將所述高壓試驗變壓器輸出電壓升至，其中Um為線路最高電壓；
步驟8：閉合所述第二隔離開關，記錄所述一次暫態測試系統測試數據101，104和二次故障錄波數據；
步驟9：間隔2分鐘後打開所述第二隔離開關DS2，記錄所述一次暫態測試系統測試數據101，104和二次故障錄波數據；
步驟10：重複8至9步驟9次，共10次所述第二隔離開關DS2合分操作，然後試驗結束。
改善效果
因此，根據《一種GIS電子互感器測試系統及其方法》測試隔離開關開合時GIS管道中高壓母線的電壓值和電流值，從而與待測試品的輸出作比對。這樣，可以在試驗室搭建110千伏、220千伏、500千伏隔離開關分合容性小電流試驗迴路，同時將電子互感器串聯接入試驗迴路，模擬現場隔離開關開合空導線及容性小電流負荷過程，產生類似現場暫態強幹擾，考核在該條件下電子互感器的電磁防護性能。該試驗平台可用於110千伏、220千伏、500千伏電壓等級在送電和斷電過程中的電磁環境。
附圖說明
圖1是基於《一種GIS電子互感器測試系統及其方法》實施例的220千伏的GIS管道安裝尺寸圖；
圖2是基於該發明實施例的220千伏測試電路圖；
圖3是基於該發明實施例的220千伏測試布置圖；
圖4是基於該發明實施例的手孔式電壓感測器結構圖；
圖5是基於該發明實施例的GIS管道一次暫態電壓感測器安裝結構圖；
圖6是基於該發明實施例的GIS管道一次暫態電流感測器安裝結構圖；
圖中的附圖示記所分別指代的為：101、第一校準一次暫態測試系統；102、第一待測電子互感器；103、第二待測電子式電壓互感器；104、第二校準一次暫態電壓測試系統；105、電源套管；106、負載套管；110、二次轉換器；111、合併單元；112、故障錄播儀；113、高速採集卡；114、測量上位機；201、高壓母線；202、感應電極；203、絕緣薄膜；204、手孔蓋板；205、手孔；206、GIS殼體；301、禁止箱；302、蓄電池；303、逆變電源；1，為位置1；2，為位置2；3，為位置3；4，為位置4。
權利要求
1.一種基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，包括：包括兩根套管，在兩根套管之間具有GIS管道，其中一根所述套管為電源套管，所述電源套管連線著彼此並聯的高壓試驗變壓器和用於保護電源的電容分壓器，所述電容分壓器用以降低因較高電源阻抗引起的諧振效應，另一根所述套管為負載套管，所述負載套管連線著負載電容，在靠近所述電源套管的GIS管道中具有第一隔離開關；其特徵在於：在所述第一隔離開關和所述負載套管之間具有第一校準一次暫態測試系統、第一待測電子互感器、第二待測電子式電壓互感器和第二校準一次暫態電壓測試系統；其中，所述第一待測電子互感器靠近所述第一隔離開關，所述第二待測電子式電壓互感器靠近所述負載套管，第一待測電子互感器為電子式電流互感器，或者電子式電流電壓組合互感器，所述第一校準一次暫態測試系統在第一待測電子互感器的鄰近設定，為對應於所述第一待測電子互感器的一次暫態電流測試系統、或者一次暫態電壓和電流測試系統的組合，所述第二校準一次暫態電壓測試系統在第二待測電子式電壓互感器的鄰近設定；二次轉換器一端連線待測的所述互感器，另一端連線合併單元，所述合併單元的另一端連線故障錄波器，所述故障錄波器用於連線合併單元的輸出。
2.根據權利要求1所述的基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，其特徵在於：在所述第一待測電子互感器和所述第二待測電子式電壓互感器之間還具有第二隔離開關。
3.根據權利要求2所述的基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，其特徵在於：所述GIS管道長短可調，所述電源套管的底部具有伸縮所述GIS管道用的滑軌，所述滑軌能夠左右滑動。
4.根據權利要求2所述的基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，其特徵在於：優選的，所述第一和第二隔離開關的分合的容性小電流數值為0.1～0.8安。
5.根據權利要求2所述的基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，其特徵在於：所述高壓試驗變壓器的輸出電流為2安；所述第一和第二隔離開關配電動操動機構、交流220伏操作電源。
6.根據權利要求3-5中任意一項所述的基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，其特徵在於：所述GIS管道附近安裝有匯空櫃，所述二次轉換器和所述合併單元都置於所述匯空櫃內。
7.根據權利要求6所述的基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，其特徵在於：所述一次暫態電流測試系統包括一次暫態電流感測器，所述一次暫態電壓測試系統包括一次暫態電壓感測器，高速採集卡和測量上位機，所述高速採集卡3分別採集所述一次暫態電流感測器和所述一次暫態電壓感測器的輸出，並通過數據傳輸方式傳輸給測量上位機。
8.根據權利要求7所述的基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，其特徵在於：所述一次暫態電壓感測器為手孔式電壓感測器，所述手孔式電壓感測器包括安裝於GIS手孔內部的感應電極，手孔蓋板和位於所述感應電極和所述手孔蓋板之間絕緣薄膜，所述感應電極和所述手孔蓋板之間夾有一層所述絕緣薄膜構成分壓器的低壓臂電容，所述感應電極和高壓母線之間構成高壓臂電容，組成電容分壓器，測量所述高壓母線和GIS外殼之間的暫態過電壓；所述一次暫態電流感測器使用空心線圈，把所述空心線圈套在所述高壓母線電流測量處測量；在GIS的拔口安裝有禁止箱，所述測試系統的所述高速採集卡、觸發系統、光纖控制系統及其電源置於所述禁止箱內。
9.一種利用權利要求7或8所述的基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子式互感器的測試系統進行測試的方法，其特徵在於：
步驟1：搭建所述基於隔離開關的GIS式電子互感器測試系統；
步驟2：保證所述合併單元置於所述匯空櫃內，所述合併單元正常帶電運行，與所述故障錄波儀通信正常；
步驟3：閉合所述第二隔離開關，所述第一隔離開關處於分閘狀態，將所述高壓試驗變壓器輸出電壓升至，其中Um為線路最高電壓；
步驟4：閉合所述第一隔離開關，記錄兩個所述測試系統測試數據和二次故障錄波數據；
步驟5：間隔2分鐘後打開所述第一隔離開關DS1，記錄兩個所述測試系統測試數據和二次故障錄波數據；
步驟6：重複4至5步驟9次，共10次所述第一隔離開關合分操作。
10.根據權利要求9所述的進行測試的方法，其特徵在於，還包括如下步驟：
步驟7：閉合所述第一隔離開關，所述第二隔離開關處於分閘狀態，將所述高壓試驗變壓器輸出電壓升至，其中Um為線路最高電壓；
步驟8：閉合所述第二隔離開關，記錄所述一次暫態測試系統測試數據101，104和二次故障錄波數據；
步驟9：間隔2分鐘後打開所述第二隔離開關DS2，記錄所述一次暫態測試系統測試數據101，104和二次故障錄波數據；
步驟10：重複8至9步驟9次，共10次所述第二隔離開關DS2合分操作，然後試驗結束。
實施方式
操作內容
變電站電磁環境主要包括隔離開關和斷路器操作、雷電和系統短路等幾種情況下，在變電站內引起的強電磁干擾現象。對於在試驗室內進行的雷電衝擊試驗作為考核電子互感器抗電磁干擾能力的試驗方法，但是考慮到人工雷電衝擊試驗的能量及整個試驗布置情況，在試驗室內進行的雷電衝擊試驗與真實的雷電沿變電站內避雷針放電的條件差比比較大，首先是人工條件下模擬的雷電流幅值、能量都明顯弱於實際；其次是人工試驗中，參試設備的布置與實際明顯不符。因此人工雷電試驗不能完全模擬現場實際，其試驗效果不會太好。
在試驗室進行的人工接地試驗也存在類似問題，其最大缺陷在於人工模擬的短路電流的條件與實際情況差別大，其幅值、持續時間等明顯弱於實際情況，因此在人工接地試驗條件下，對電子互感器抗干擾能力的考核也不充分。若在變電站進行1:1的真型人工接地試驗則能提供比較好的試驗條件，以提供對電子互感器的考核，但是此種試驗的危險性大，對站內多數弱電設備都有強烈的干擾。試驗可能會造成其它不必要的損失或留下隱患，從而對變電站日後正常運行有一定危害，因此在電力系統內極少進行類似的試驗。
因此，人工雷電衝擊和人工接地試驗都存在比較明顯的缺陷。通過理論分析和實踐經驗，現場隔離開關的操作可以產生較強的電磁干擾，隔離開關干擾源的特點如下：
1）在一次迴路產生過電壓，幅值範圍1.0p.u.～2.8p.u.；
2）在一次迴路產生高頻脈衝電流，幅值範圍在幾千安；
3）一次電壓電流頻率範圍寬，50Hz～100赫茲；
4）騷擾持續時間長，200毫秒～數秒；
5）電弧擊穿-熄滅放電次數多，幾百到上千次；
6）產生電磁輻射；
7）產生外殼電位升，幅值範圍，幾千伏到幾十千伏。
因此可知，隔離開關干擾源是一種高強度的干擾源，如果用於檢驗電子互感器的電磁兼容性試驗，可最大限度考核電子互感器的電磁防護性能。隔離開關在分合電容器過程中，在一次試驗迴路將產生多次電弧擊穿和熄滅暫態過程，此暫態過程將產生多次脈衝電流、暫態過電壓及脈衝磁場，利用一次迴路中的標準電壓和標準電流感測器測量一次電壓電流的數值並記錄，同時記錄被試電子互感器在經過合併單元後輸出值，依據測量到的一次電壓、電流波形數值與被試電子互感器的輸出特性比對並觀測電子互感器在整個試驗過程中的工作狀態，就可以來判別被試電子互感器的電磁抗干擾性能。
實施案例
實施例1
在該實施例中，以220千伏的GIS管道為例，介紹GIS電子互感器測試系統。參見附圖1-3，分別公開了根據該發明的220千伏的GIS管道安裝尺寸圖，測試電路圖和測試布置圖。
GIS電子互感器測試系統包括兩根BSG套管，在兩根BSG套管之間具有GIS管道，其中一根所述套管為電源套管105，所述電源套管連線著彼此並聯的高壓試驗變壓器U1和用於保護電源的電容分壓器C1，所述電容分壓器C1用以降低因較高電源阻抗引起的諧振效應，另一根所述套管為負載套管106，所述負載套管連線著負載電容C2，由於GIS式電子互感器全部屬於電容量較小的電容分壓原理的產品，因此需要增加負載電容C2以更好地模擬實際情況。具體的來說，負載電容C2有助於穩定母線充電電流，偏差在±10％。在靠近所述電源套管的GIS管道中具有第一隔離開關DS1，在第一隔離開關DS1和所述負載套管之間具有第一校準一次暫態測試系統101、第一待測電子互感器102、第二待測電子式電壓互感器103和第二校準一次暫態電壓測試系統104。第一待測電子互感器102靠近所述第一隔離開關DS1，第二待測電子式電壓互感器103靠近所述負載套管，其中，第一待測電子互感器102為電子式電流互感器ECT，或者電子式電流電壓組合互感器ECVT，設立第二待測電子式電壓互感器EVT是由於暫態電壓受到距離隔離開關的距離的影響較大，因此在第一待測電子互感器與負載套管之間增設第二待測電子式電壓互感器。二次轉換器110一端連線待測電子互感器102.103，另一端連線合併單元111，合併單元111的另一端連線故障錄波器112，故障錄波器112用於連線合併單元111的輸出。
所述第一校準一次暫態測試系統101在第一待測電子互感器102的鄰近設定，為對應於第一待測電子互感器的一次暫態電流測試系統、或者一次暫態電壓和電流測試系統的組合。所述第二校準一次暫態電壓測試系統104在第二待測電子式電壓互感器103的鄰近設定，為對應於第二待測電子式電壓互感器的一次暫態電壓測試系統。
應當知道，所述待測電子互感器在GIS管道中的位置中的具體位置並不固定，能夠位於管道中的不同位置處，由此可以模擬在距離第一隔離開關DS1不同位置處的暫態電壓或者電流。在此方案中，待測電子互感器102、103均位於負載側，即位於第一隔離開關DS1和負載套管之間，只有離隔離開關距離的不同，因此，可以研究管道的長短對負載側暫態電壓和暫態電流的影響。
因此，優選地，GIS管道長短可調，所述電源套管105的底部具有伸縮所述GIS管道用的滑軌，可左右滑動，因此可以模擬不同的GIS管道，進而進一步有利於研究不同的GIS管道的長短對負載側暫態電壓和暫態電流的影響。同時，GIS管道長短可調和伸縮用滑軌可以兼容不同製造單位的電子互感器的樣品。
優選地，為了研究負載側和電源側暫態電流和暫態電壓的不同，在所述第一待測電子互感器和所述第二待測電子式電壓互感器之間還具有輔助用的第二隔離開關DS2，這樣擴充了該電流的試驗能力，因此，該試驗電路可以完成以以下兩種方式進行暫態參數的研究：
方式1：電源置於右側，負載置於左側，DS2常閉，開合DS1，兩套暫態測試系統測試的數據都是負載側（隔離開關與負載之間）的暫態電壓波形，只有離隔離開關距離不同的區別，因此可以研究管道長短對負載側暫態電壓的影響。
方式2：電源置於右側，負載置於左側，DS1常閉，開合DS2，兩套暫態測試系統測試的數據分別是負載側（隔離開關與負載之間）和電源側（隔離開關與電源之間）的暫態電壓波形，因此可以研究負載側和電源側暫態電壓的不同。
其中，第一校準一次暫態測試系統和第二校準一次暫態電壓測試系統，可以為常用的一次暫態電流電壓測量系統，但優選地，可以為例如實施例2的一次暫態電流電壓測量系統。
如上所述，所述待測電子互感器在GIS管道中的位置並不固定，能夠位於管道中的不同位置處，由此可以模擬在距離第一隔離開關DS1不同位置處的暫態電壓或者電流。
例如，在220千伏中可以設定具體的待測電子互感器的和一次暫態測試系統的位置。參見附圖1-3，在圖中，ES表示接地開關，DS表示隔離開關，EVT表示電子式電壓互感器試品，ECT表示電子式電流互感器試品，ECVT表示電子式電流電壓組合互感器試品。該試驗平台可同時在位置2處接入一台EVT、在位置3處安裝ECT或者ECVT。在位置1，位置4處分別放置一個一次暫態電壓感測器，在位置4處放置一次暫態電流感測器。
即，在所述第一隔離開關DS1和負載套管之間依次安裝第一校準一次暫態電流、電壓測試系統、第一待測電子式電流電壓組合互感器、第二隔離開關、第二待測電子式電壓互感器、第二校準一次暫態電壓測試系統。
對於該領域技術人員而言，在不同的電壓等級中，在管道的不同位置設定待測電子互感器的和一次暫態測試系統，只要在靠近電源套管處設定待測電子式電流互感器，或者待測電子式電流電壓組合互感器，在靠近負載套管增置待測電子式電壓互感器，同時分別設定對應的校準一次暫態測試系統即可。
優選地，高壓試驗變壓器101的輸出電流2安；GIS式第一隔離開關DS1和第二隔離開關DS2配電動操動機構、交流220伏操作電源。在實際測量中，GIS管道就近安裝了一個匯空櫃，待測電子互感器的二次轉換器110和合併單元110都置於匯空櫃內，匯空櫃電源為直流220伏，採用直流屏供電。
根據隔離開關相關標準內容，在試驗中，所述第一和第二隔離開關的分合的容性小電流數值為0.1～0.8安（穩態），具體數值見表1。實際負載電容不需要與計算結果精確一致，可以按照實際條件存在±10％的偏差。
額定電壓／千伏 | 72.5 | 126 | 252 | 363 | 550 | 800 |
電流／安 | 0.1 | 0.1 | 0.25 | 0.5 | 0.5 | 0.8 |
試驗中由於高壓變壓器101內阻的原因，在合閘和分閘兩種狀態下，其穩態電壓有變化，按GB1985-2004《高壓交流隔離開關和接地開關》的要求其電源變化應≤±10％。試驗中，被試電子互感器一次部分、二次連線及電子合併單元按實際使用條件進行完整裝配連線，在試驗過程電子互感器帶電並按正常工況運行。
實施例2
採用隔離開關分合容性小電流試驗電子互感器的電磁兼容性，其基本原理是在產生強電磁干擾的條件下，測試電子互感器的電磁兼容性，因此強電磁干擾條件參數是試驗的重要參數之一。隔離開關分合容性小電流過程的主要參數有：電壓，電流，電場，磁場，外殼電位升。其中電壓和電流是最主要的參數，因此測量電壓和電流是電子互感器在隔離開關分合容性小電流條件下的抗擾度試驗的關鍵步驟。
參見附圖3，以220千伏為例，其中包括根據該發明實施例的第一校準一次暫態電流電壓測試系統和第二校準一次暫態電壓測試系統，其中，第一校準一次暫態電流電壓測試系統101包括一次暫態電流感測器、一次暫態電壓感測器、高速採集卡113和測量上位機114，所述高速採集卡113分別採集一次暫態電流感測器和一次暫態電壓感測器的輸出，並通過數據傳輸方式，例如光電轉換傳輸給測量上位機114進行後期數據處理。第二校準一次暫態電壓測試系統104包括一次暫態電壓感測器，高速採集卡113採集一次暫態電壓感測器的輸出，並通過數據傳輸方式，例如光電轉換傳輸給測量上位機114進行後期數據處理。
在實際使用中，可以通過雷射供能，電池，太陽光供能的方式給高速採集卡113供電。測量上位機可以採用工業控制機、筆記本、PC等任何可用的計算裝置。即，測試系統包括對應的標準感測器，高速採集卡113採集標準感測器的輸出，並通過數據傳輸方式，例如光電轉換傳輸給測量上位機114進行後期數據處理。
在實際測量中，GIS管道就近安裝了一個匯空櫃，待測電子互感器的二次轉換器、合併單元都置於匯空櫃內。暫態測試系統的高速採集卡、電池供能模組置於GIS管道外壁的一個禁止盒內。筆記本上位機和故障錄波儀置於人員操作間內。
特別的，隔離開關操作的暫態電磁過程是一個極為複雜過程，具有頻頻寬（50Hz～100赫茲），持續時間長（數秒）的特點，對前置探頭和測量系統的測量頻帶、抗干擾性能、記錄數據的長度都有較高的要求，有關標準中對此要求用“專業測量”。
因此，參見附圖4，公開了基於電容分壓原理的GIS式所述校準一次暫態電壓感測器的結構圖，所述校準一次暫態電壓感測器為手孔式電壓感測器結構圖。其包括安裝於GIS手孔205內部的感應電極202，手孔蓋板204和位於感應電極和手孔蓋板之間絕緣薄膜203，其中絕緣薄膜可以為塑膠薄膜。感應電極202和手孔蓋板204之間夾有一層所述絕緣薄膜203構成分壓器的低壓臂電容，感應電極202和高壓母線201之間構成分壓器的高壓臂電容，組成一個電容分壓器，測量GIS內部高壓母線和GIS外殼之間的暫態過電壓。
當具體安裝時，參見圖5，示例性地公開了GIS管道一次暫態電壓感測器安裝結構圖。在手孔205外部獨立安裝有禁止箱301，所述測試系統的示波器型高速採集卡113、觸發系統（圖中未示出）、光纖控制系統（圖中未示出）及其電源置於禁止箱301內，禁止箱301直接安裝於GIS的拔口上，以防止由於輻射電磁干擾和傳導電磁干擾對測量系統的影響。所述電源包括蓄電池302和逆變電源303。
GIS式校準一次暫態電流感測器使用空心線圈，把空心線圈套在高壓母線電流測量處測量。參見圖6基於該發明實施例的GIS管道一次暫態電流感測器安裝結構圖，空心線圈輸出到示波器型的高速採集卡113進行測量，同樣地，在手孔外部獨立安裝有禁止箱301，所述測試系統的示波器型高速採集卡113、觸發系統（圖中未示出）、光纖控制系統（圖中未示出）及其電源置於禁止箱301內，禁止箱301直接安裝於GIS的拔口上，以防止由於輻射電磁干擾和傳導電磁干擾對測量系統的影響。所述電源包括蓄電池302和逆變電源303。
應當知道，不同電壓等級的校準一次暫態電壓電流測試系統原理相同，根據已確定的電容感測器分壓比和低壓臂電容，可以確定高壓臂電容。給定GIS結構尺寸、手孔直徑、電極直徑和厚度，通過選擇手孔深度，可以獲得需要的高壓臂電容。藉助電場仿真，可以計算多導體間的耦合電容，根據需要的高壓臂電容值，確定GIS手孔的設計尺寸。
實施例3
該實施例公開了利用基於實施例1、2的GIS式電子互感器測試系統的測試方法。
1、按照圖1-3構建基於隔離開關的GIS式電子互感器測試系統；
2、保證合併單元111置於匯空櫃內，合併單元正常帶電運行，與故障錄波儀112通信正常；
3、閉合第二隔離開關DS2，第一隔離開關DS1處於分閘狀態，將所述高壓試驗變壓器輸出電壓升至，其中Um為線路最高電壓；
4、閉合所述第一隔離開關，記錄所述一次暫態測試系統測試數據101，104和二次故障錄波數據；
5、間隔2分鐘後打開所述第一隔離開關DS1，記錄所述一次暫態測試系統測試數據101，104和二次故障錄波數據；
6、重複4至5步驟9次，共10次第一隔離開關合分操作；
這樣結束了第一部分試驗。在該部分試驗中，兩套暫態電壓測試系統測試的數據都是負載側（隔離開關與負載之間）的暫態電壓波形，只有離隔離開關距離不同的區別。
進一步的，可以常閉第一隔離開關DS1，開合DS2，兩套暫態電壓測試系統測試的數據分別是負載側（隔離開關與負載之間）和電源側（隔離開關與電源之間）的暫態電壓波形，因此可以研究負載側和電源側暫態電壓的不同。
因此，還包括如下步驟：
7、閉合第一隔離開關DS1，第二隔離開關DS2處於分閘狀態，將所述高壓試驗變壓器輸出電壓升至，其中Um為線路最高電壓；
8、閉合所述第二隔離開關DS2，記錄所述一次暫態測試系統測試數據101，104和二次故障錄波數據；
9、間隔2分鐘後打開所述第二隔離開關DS2，記錄所述一次暫態測試系統測試數據101，104和二次故障錄波數據；
10、重複8至9步驟9次，共10次所述第二隔離開關DS2合分操作，然後試驗結束。
在試驗中，應當注意：試品不損壞；不出現合併單元通信中斷、丟包、品質改變；不允許合併單元輸出異常（輸出異常單點輸出超過額定二次輸出的100％或連續兩點輸出超過額定二次輸出的40％）。
因此，根據該發明的基於隔離開關分合容性小電流的GIS電子互感器測試系統，測試隔離開關開合時高壓母線上的電壓值和電流值，從而與待測試品的輸出作比對。
該發明有利於解決一次迴路電磁兼容問題，提高電磁兼容防護措施。同時還提出了標準的標準高頻電流、電壓感測器的設計。
這樣，可以在試驗室搭建110千伏、220千伏、500千伏隔離開關分合容性小電流試驗迴路，同時將電子互感器串聯接入試驗迴路，模擬現場隔離開關開合空導線及容性小電流負荷過程，產生類似現場暫態強幹擾，考核在該條件下電子互感器的電磁防護性能。該試驗平台可用於110千伏、220千伏、500千伏電壓等級在送電和斷電過程中的電磁環境。
榮譽表彰
2017年12月11日，《一種GIS電子互感器測試系統及其方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
