MBS ASK 31.5 2u 電流互感器：中高壓電力系統(tǒng)的精密感知核心

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)的龐大脈絡(luò)中，電流互感器（CT）扮演著“感知器官”角色。它們精準(zhǔn)地“觀察”著流動的電流，將難以直接測量的大電流轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化、安全的小電流信號，為保護(hù)、計量、監(jiān)控和控制設(shè)備提供至關(guān)重要的輸入。在眾多品牌中，MBS (Mehta Power Solutions) 以其可靠性和技術(shù)創(chuàng)新在電力設(shè)備領(lǐng)域占有一席之地。其 ASK 31.5 2u 系列電流互感器，正是專為中高壓應(yīng)用設(shè)計的精密測量解決方案的杰出代表。

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一、 型號解析：ASK 31.5 2u 的命名密碼

·         MBS： 制造商標(biāo)識，代表 Mehta Power Solutions。

·         ASK： 通常代表該系列電流互感器的特定設(shè)計代號或產(chǎn)品線名稱。不同制造商的代號含義各異，ASK 可能指代其特定的絕緣結(jié)構(gòu)、外殼材料或應(yīng)用目標(biāo)（如變電站、發(fā)電機(jī)出口等）。

·         31.5： 這是該型號關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)之一，代表其額定絕緣水平。具體指：

o    額定工頻耐受電壓： 70 kV (方均根值，1分鐘)。

o    額定雷電沖擊耐受電壓： 170 kV (峰值)。

o    額定設(shè)備高電壓 (Um)： 31.5 kV (或 36 kV，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同略有差異，但絕緣水平相同)。這明確界定了 ASK 31.5 適用于35kV電壓等級的電力系統(tǒng)，常見于：

§ 35kV變電站的進(jìn)線、出線、母聯(lián)、變壓器各側(cè)。

§ 大型工礦企業(yè)的35kV配電系統(tǒng)。

§ 風(fēng)力發(fā)電、光伏電站的35kV集電線路或升壓站出口。

§ 大型電動機(jī)、電弧爐等高壓設(shè)備的保護(hù)與計量。

·         2u： 這是精度等級標(biāo)識符。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)（如 IEC 61869）和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)（如 GB 20840）：

o    2： 表示測量（計量）繞組的精度等級為 0.2S級。

o    u： 表示保護(hù)繞組的精度等級為 5P級 (有時也用 P 直接表示)。這是一種雙繞組、雙功能設(shè)計的典型標(biāo)識。

o    0.2S級： 精度的計量等級，特別適用于電能計量（關(guān)口表、重要用戶計費(fèi)表），在額定電流的1%-120%范圍內(nèi)具有極小的比值差和相位差，確保計量的公平性和準(zhǔn)確性，滿足電能貿(mào)易結(jié)算的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

o    5P級： 保護(hù)級精度，在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時（電流可達(dá)額定電流的幾倍甚至幾十倍），能保證在規(guī)定誤差范圍內(nèi)（通常為±1%或±3%的復(fù)合誤差）可靠傳變故障電流，確保繼電保護(hù)裝置（如差動保護(hù)、過流保護(hù)）快速、準(zhǔn)確動作，切除故障，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

二、 核心技術(shù)與設(shè)計特點(diǎn)

ASK 31.5 2u 電流互感器融合了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，以滿足中高壓環(huán)境下的嚴(yán)苛要求：

1.      先進(jìn)的絕緣系統(tǒng)：

o    主絕緣： 通常采用優(yōu)質(zhì)的環(huán)氧樹脂真空澆注工藝。這種工藝能排除氣泡，形成致密、均勻、無氣隙的絕緣體，具有的電氣強(qiáng)度、優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度（防爆、抗震）和耐候性（防潮、防污穢、防紫外線）。

o    內(nèi)部絕緣： 一次導(dǎo)體、二次繞組等關(guān)鍵部件之間采用高性能絕緣材料（如Nomex紙、聚酯薄膜等）進(jìn)行可靠絕緣。

2.      精密繞組工藝：

o    計量繞組（0.2S級）采用高純度銅導(dǎo)線，繞制工藝極其精密，確保在寬電流范圍內(nèi)保持極低的磁化電流和損耗，這是實(shí)現(xiàn)高精度的基礎(chǔ)。

o    保護(hù)繞組（5P級）設(shè)計重點(diǎn)考慮抗飽和能力，采用適當(dāng)?shù)臍庀痘蛱厥獯怕吩O(shè)計，確保在短路大電流下鐵芯不會過早飽和，在規(guī)定準(zhǔn)確限值系數(shù)（ALF）下滿足精度要求。

3.      堅(jiān)固耐用的結(jié)構(gòu)：

o    外殼： 高品質(zhì)的阻燃、耐候工程塑料（如PC/ABS）或硅橡膠外殼，提供優(yōu)異的機(jī)械保護(hù)和環(huán)境防護(hù)（IP防護(hù)等級通常較高，如IP55）。

o    安裝方式： 提供靈活的安裝選項(xiàng)，常見有面板開孔安裝（法蘭式）、母線（套管）貫穿式安裝、支柱式安裝等，適應(yīng)不同開關(guān)柜（如KYN61, KYN28, GFC, MNS等）和安裝環(huán)境需求。

o    連接端子： 一次接線端子通常為鍍錫或鍍銀銅排或銅管，便于與一次母線可靠連接；二次接線端子采用防銹蝕、防松動的端子排，清晰標(biāo)識繞組類型和端子號（如 1S1-1S2 為計量繞組，2S1-2S2 為保護(hù)繞組）。

4.      優(yōu)化的磁路設(shè)計：

o    采用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片或更高性能的坡莫合金（用于特殊高精度要求），結(jié)合精確計算的氣隙（針對保護(hù)繞組），平衡計量精度和保護(hù)性能的需求。

o    良好的磁屏蔽設(shè)計，減少外部雜散磁場對測量精度的影響。

三、 關(guān)鍵性能參數(shù)詳解 (典型值，具體以廠家資料為準(zhǔn))

·         系統(tǒng)電壓等級： 35kV (Um=31.5kV / 40.5kV)。

·         額定一次電流 (Ipn)： 覆蓋范圍廣，常見如 100A, 150A, 200A, 300A, 400A, 500A, 600A, 800A, 1000A, 1250A, 1500A, 2000A, 2500A, 3000A 等，需根據(jù)實(shí)際回路負(fù)載電流選擇。

·         額定二次電流 (Isn)： 標(biāo)準(zhǔn)值為 1A 或 5A。中國及歐洲常用 1A（線路損耗小，對儀表要求高），北美等地常用 5A。ASK 31.5 2u 通常設(shè)計為 1A 輸出，以匹配高精度計量需求。

·         額定輸出 (VA)： 計量繞組 (0.2S)：典型值 10VA, 15VA, 20VA。保護(hù)繞組 (5P)：典型值 15VA, 20VA, 30VA (需同時滿足 ALF 要求)。

·         準(zhǔn)確限值系數(shù) (ALF)： 對于 5P 級保護(hù)繞組，該值至關(guān)重要。它定義了在保證復(fù)合誤差不超過5%的前提下，CT一次電流能達(dá)到額定一次電流的倍數(shù)。常見值如 10, 15, 20, 30。例如，5P20 表示在 20 倍 Ipn 下誤差仍≤5%。選擇 ALF 需根據(jù)系統(tǒng)短路電流水平和保護(hù)裝置要求計算確定。

·         儀表保安系數(shù) (FS)： 對于計量繞組 (0.2S)，該值表示當(dāng)一次電流超過此系數(shù)倍 Ipn 時，鐵芯應(yīng)飽和，以限制輸出電流保護(hù)昂貴的計量儀表。常見值如 5, 10。

·         額定短時熱電流 (Ith)： CT在1秒內(nèi)能承受的大短路電流有效值（不產(chǎn)生熱損壞）。例如，40kA, 50kA。

·         額定動穩(wěn)定電流 (Idyn)： CT能承受的大短路電流峰值（不產(chǎn)生機(jī)械損壞）。通常為 Ith 的 2.5 倍。

·         溫升： 在額定負(fù)載和額定電流下，繞組的溫升不超過規(guī)定值（如 60K）。

·         局部放電水平： 高質(zhì)量的環(huán)氧樹脂澆注CT局部放電量通常很低（如 <10pC @ Um），是絕緣可靠性的重要指標(biāo)。

四、 核心應(yīng)用場景

ASK 31.5 2u 憑借其 35kV 絕緣水平和 0.2S/5P 的雙重精度，廣泛應(yīng)用于需要高精度計量和高可靠性保護(hù)的場合：

1.      35kV 變電站：

o    進(jìn)/出線回路： 計量輸入/輸出電量（0.2S），提供線路過流、距離等保護(hù)信號（5P）。

o    變壓器高/低壓側(cè)： 計量變壓器損耗（0.2S），提供變壓器差動、過流等主保護(hù)及后備保護(hù)信號（5P）。

o    母聯(lián)/分段回路： 計量聯(lián)絡(luò)線電量（0.2S），提供母聯(lián)保護(hù)信號（5P）。

o    電容器/電抗器回路： 計量無功補(bǔ)償量（0.2S），提供過流、不平衡保護(hù)信號（5P）。

o    廠用/所用變回路： 計量站用電量（0.2S），提供保護(hù)信號（5P）。

2.      新能源發(fā)電場站：

o    35kV集電線路： 匯集各發(fā)電單元（風(fēng)機(jī)、光伏組串逆變器升壓后）的電能，進(jìn)行計量（0.2S）和線路保護(hù)（5P）。

o    主升壓變35kV側(cè)： 計量上網(wǎng)電量（關(guān)鍵結(jié)算點(diǎn)，必須0.2S級），提供升壓變保護(hù)信號（5P）。

3.      大型工礦企業(yè)：

o    35kV總降壓站： 計量企業(yè)總受電量（0.2S，用于成本核算），提供進(jìn)線保護(hù)（5P）。

o    重要車間/大型電機(jī)供電回路： 計量關(guān)鍵負(fù)荷電量（0.2S），提供設(shè)備保護(hù)（5P）。

4.      電力市場關(guān)口計量點(diǎn)：

o    不同電網(wǎng)公司、發(fā)電廠與電網(wǎng)之間的電能貿(mào)易結(jié)算點(diǎn)，法規(guī)強(qiáng)制要求使用高精度計量CT（如0.2S級）。

五、 選型關(guān)鍵考量因素

選擇正確的 ASK 31.5 2u CT 型號對于系統(tǒng)安全、計量準(zhǔn)確和保護(hù)可靠至關(guān)重要：

1.      額定一次電流 (Ipn)： 必須大于或等于安裝點(diǎn)的大長期工作電流，并考慮一定裕量（如1.2-1.5倍）。同時需考慮短時過負(fù)荷能力。

2.      系統(tǒng)短路電流水平： 這是決定保護(hù)繞組 ALF 值和額定短時熱電流 (Ith)/動穩(wěn)定電流 (Idyn) 的關(guān)鍵依據(jù)。選型時必須確保 CT 的 Ith/Idyn 大于安裝點(diǎn)的預(yù)期大短路電流值，且 ALF 滿足保護(hù)裝置在大短路電流下可靠動作的要求。

3.      二次負(fù)載 (Burden)： CT的額定輸出 (VA) 必須大于或等于實(shí)際二次回路的總負(fù)載（包括連接導(dǎo)線阻抗、繼電器/儀表/智能終端的阻抗之和）。負(fù)載過重會導(dǎo)致 CT 過載，精度下降甚至飽和（尤其對保護(hù)繞組是災(zāi)難性的）。精確計算導(dǎo)線長度、截面（通常至少 2.5mm² 或 4mm²）和設(shè)備功耗至關(guān)重要。

4.      精度等級組合： 2u 即 0.2S + 5P 是滿足計量和保護(hù)雙重高要求的經(jīng)典組合。確認(rèn)該組合符合應(yīng)用點(diǎn)要求（如純保護(hù)點(diǎn)可能只需 5P/10P，純計量點(diǎn)可能只需 0.2S）。

5.      準(zhǔn)確限值系數(shù) (ALF)： 根據(jù)系統(tǒng)短路電流和 Ipn 計算所需的小 ALF (ALF_min = I_sc_max / Ipn)，選擇 CT 的 ALF 值應(yīng)大于此值并留有一定裕量。

6.      安裝方式與尺寸： 必須與開關(guān)柜的設(shè)計（安裝面板開孔尺寸、母線位置、相間距）匹配。

7.      環(huán)境條件： 考慮海拔高度（影響絕緣）、環(huán)境溫度、濕度、污穢等級等，確保 CT 滿足運(yùn)行環(huán)境要求。

8.      認(rèn)證與標(biāo)準(zhǔn)： 確認(rèn)產(chǎn)品符合相關(guān)國家/國際標(biāo)準(zhǔn)（如 IEC 61869, GB 20840）并通過必要的型式試驗(yàn)和認(rèn)證（如 KEMA, CESI, CNAS）。

六、 安裝、維護(hù)與注意事項(xiàng)

·         安裝：

o    嚴(yán)格遵循廠家說明書和安全規(guī)程（停電、驗(yàn)電、接地）。

o    確保一次母線（導(dǎo)體）貫穿CT中心孔，接觸良好，避免受力。

o    二次接線牢固可靠，極性正確（至關(guān)重要，特別是差動保護(hù)回路?。?，端子標(biāo)識清晰。二次回路必須一點(diǎn)可靠接地（通常在端子箱或保護(hù)屏處）。

o    保持足夠的安全距離（相間、對地）。

·         維護(hù)：

o    定期巡視檢查外觀（無破損、裂紋、放電痕跡）、緊固件、連接點(diǎn)溫度。

o    在投運(yùn)前、大修后或必要時進(jìn)行交接/預(yù)防性試驗(yàn)，包括：

§ 絕緣電阻測試（一次對二次及地、二次繞組間及對地）。

§ 直流電阻測量（二次繞組）。

§ 極性檢查（必須正確！）。

§ 變比測試（確認(rèn)匝數(shù)比正確）。

§ 勵磁特性（伏安特性）試驗(yàn)（評估鐵芯特性，間接檢查是否有匝間短路）。

§ 比差/角差測試（計量繞組）：在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行，驗(yàn)證 0.2S 級精度是否達(dá)標(biāo)。

§ 復(fù)合誤差測試（保護(hù)繞組）：在額定 ALF 下測試，驗(yàn)證 5P 級精度是否滿足要求。

o    定期校驗(yàn)（尤其關(guān)口計量 CT）。

·         注意事項(xiàng)：

o    嚴(yán)禁二次開路！ 運(yùn)行中二次開路會產(chǎn)生危險高壓，危及人身設(shè)備安全。拆除二次儀表前必須先短接二次端子。

o    注意電流方向與極性。

o    保持二次回路清潔干燥，防止潮濕污穢導(dǎo)致絕緣下降或短路。

o    關(guān)注 CT 運(yùn)行聲音（異常噪音可能預(yù)示內(nèi)部故障）。

七、 總結(jié)：中高壓系統(tǒng)的可靠感知伙伴

MBS ASK 31.5 2u 電流互感器是專為 35kV 電力系統(tǒng)設(shè)計的精密測量與保護(hù)核心器件。其核心價值在于：

·         雙重高精度保障： 0.2S級滿足電能貿(mào)易結(jié)算和精準(zhǔn)監(jiān)測需求；5P級確保繼電保護(hù)在故障時可靠動作。

·         堅(jiān)固可靠： 環(huán)氧樹脂澆注絕緣提供電氣、機(jī)械和環(huán)境耐受能力。

·         靈活適配： 寬范圍的一次電流選擇和多種安裝方式，適應(yīng)不同應(yīng)用場景。

·         安全基石： 滿足嚴(yán)格的動熱穩(wěn)定要求，保障系統(tǒng)在短路故障下的安全。

在構(gòu)建安全、穩(wěn)定、高效、智能的現(xiàn)代電網(wǎng)和工業(yè)配電系統(tǒng)中，選擇像 ASK 31.5 2u 這樣性能優(yōu)異、質(zhì)量可靠的電流互感器，是確保系統(tǒng)“感知”準(zhǔn)確、決策正確、運(yùn)行順暢的關(guān)鍵一環(huán)。它默默無聞地矗立在開關(guān)柜中，卻是保障電力動脈健康運(yùn)行的忠實(shí)哨兵和精密量尺。在選型、安裝和維護(hù)中給予它足夠的重視和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，是每一位電力工程師的責(zé)任所在。