《能源2022034变压器铁心接地电流现场测试导则编制说明》

电力行业标准《变压器铁心接地电流现场测试导则》

编制说明

1.工作内容

1.1任务来源

电力行业标准《变压器铁心接地电流现场测试导则》（以下简称本《标准》）

是根据《国家能源局综合司关于下达2022年能源领域行业标准制修订计划及外

文版翻译计划的通知》（国能综通科技【2022】96号）而编制的，计划编号：

能源20220345，由电力行业高压试验技术标准化技术委员会现场检测分技术委

员会归口组织编写工作。

本标准为首次制定。

1.2主要参加单位

本文件由国网湖北省电力有限公司电力科学研究院牵头编制，主要参加起

草单位包括：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院、国网山东省电力有限

公司电力科学研究院、国网山西省电力有限公司电力科学研究院、西安热工研

究院有限公司、特变电工沈阳变压器集团有限公司、吴江变压器有限公司、广

州西门子变压器有限公司、苏州华电电气股份有限公司、广东电网有限责任公

司电力科学研究院。

起草人12人：贺家慧、汪涛、吴彤、谢齐家、朱文兵、俞华、何信林、王

相中、孙健、吕晓东、姜杏辉、马志钦；

本文件由国网上海市电力公司电力科学研究院徐鹏担任主审专家，负责全

程指导本文件的编制工作。

1.3起草过程

（1）2022年11月15日，标委会组织在线上召开了标准工作组启动会并对初

稿进行了第一次讨论，主要对标准的范围、标准的章节安排等提出了修改意见，

确定了标准的整体框架。主要技术意见如下：a）标准框架由11部分构成：范围、

引用文件、术语定义、测试原理、测试装置技术要求、测试技术要求、测试数

据处理及结果判定、测试报告、附录A铁心状态与接地电流相关性分析、附录B

铁心接地电流实测波形、附录C测试记录及测试报告；b）标准范围为“适用于

变压器（电抗器）铁心及夹件接地电流的现场测试”；c）条款中不涉及“在线

监测”的技术内容。

（2）2022年11月-2023年4月，编写组按照分工要求开展了调研、试验验证，

对标准进行了修改，形成了标准征求意见讨论稿初稿。

（3）2023年4月20日，标委会组织召开了编制工作组第二次工作会议，并

组织专家对标准技术内容进行了审查。会议经过讨论，形成如下技术意见：a）

术语和定义中，增加“铁心和夹件的合成电流”；b）细化测试装置的电磁兼容

技术要求；c）完善测试装置的功能和性能要求；d）结合现行标准，修改“测

试数据分析和异常结果处理”的条款描述。

（4）2023年4月-5月，国网山东电科院、国网山西电科院、特变电工沈变、

西安热工院，按分工安排搜集了典型的铁心和夹件接地电流现场测试案例；国

网湖北电科院、广州西门子变压器有限公司、苏州华电，开展了变压器铁心接

地电流的验证试验，主要包括：测试装置的性能试验、变压器空载实验时铁心

和夹件接地电流与试验电压的同步测量。结合调研和试验结果，国网湖北电科

院完成了标准征求意见稿，提报标委会审查后进入征求意见环节。

2.编写原则和主要内容

2.1编写原则

本文件是首次制定，编制遵循“统一性、协调性、适用性、一致性和规范

性”的原则，严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件

的结构和起草规则》进行编制，并与相关标准协调统一。

2.2主要内容

按照电力行业标准规范性编制要求，本文件内容结构上主要包含目次、前

言、引言、范围、规范性引用文件、术语和定义、测试原理、测试仪器/装置技

术要求、测试技术要求、测试数据处理及结果判定、测试报告、附录A铁心异常

状态与接地电流的相关性分析、附录B变压器铁心接地电流实测波形、附录C测

试记录模板。

本文件是发电厂、变电站相关运维、试验人员规范开展变压器铁心接地电

流现场测试的指导性文件。

2.3编制目的及要解决的问题

变压器铁心接地电流是反映变压器内部铁心状态的重要特征参量，通过测

量和分析铁心接地电流可以判断变压器是否存在铁心多点接地、直流偏磁等缺

陷。但是，行业内缺乏变压器铁心接地电流现场测试的方法标准；运维人员在

开展铁心接地电流现场测量时，一般采用钳型电流表测量接地电流，根据测量

的电流幅值是否超标，来判断铁心是否正常。由于测试方法粗放、测试程序随

意、测试位置不统一、未考虑电流谐波和空间电磁干扰影响等，导致测量结果

的置信度低，无法有效判断变压器铁心状态。而不同电压等级、不同铁心结构

的变压器，在正常运行时铁心接地电流呈现不同的谐波特征的；实测数据表明，

大量的变压器铁心接地电流甚至以3次谐波为主、基波电流为辅；而铁心发生多

点接地、位移形变、硅钢片短路等故障，会在接地电流上呈现不同的变化特征。

目前相对粗放的测试方法、笼统地关注接地电流的基波有效值，会淹没铁心异

常状态的各种信息，导致无法准确有效地开展铁心状态评估，不利于变压器安

全稳定运行。

因此，有必要制定本文件，规范铁心接地电流现场测试方法，获得更加丰

富的铁心接地电流特征波形和测量数据，进一步分析铁心接地电流波形特征与

铁心各种异常状态之间的关联性，为开展变压器铁心状态评估奠定基础。

3.主要试验验证情况及预期达到的效果

国网湖北电科院、国网山西电科院、苏州华电等单位开展了本文件的试验

验证工作，保障了标准中各项技术条款的合理性和科学性。

已开展的试验验证，主要包括：1）对不同电压等级、不同结构形式的变压

器铁心及夹件接地电流的现场测量；分别对110kV、220kV、500kV、1000kV的

交流变压器和±800kV换流变压器开展了现场铁心接地电流测试，其中220kV和

500kV分别选取了单相变压器和三相一体变压器进行了现场测试，±800kV换流

变压器现场测试时，同步对铁心接地电流、夹件接地电流、中性点电流进行了

同步采样和分析；通过这些验证试验，给出了不同电压等级、不同结构形式的

铁心接地电流典型波形和实测数据，并验证了本文件规定的现场测试方法的合

理性、适用性；2）铁心接地电流测试装置的性能试验，主要是针对铁心接地电

流测试的电流传感单元和数据采集分析单元开展了性能验证；通过验证，进一

步证明了本文件中关于铁心接地电流测试装置技术要求和性能参数指标的合理

性和适宜性。

4.采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比

情况

本文件无采用国际标准和国外先进标准的情况。

5．与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性

本文件引用了如下现行有效标准：

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T6587-2012电子测量仪器通用规范

GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验

GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

GB/T17626.11电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变

化的抗扰度试验

GB/T24846-20181000kV交流电气设备预防性试验规程

DL/T273-2012±800kV特高压直流设备预防性试验规程

DL/T393-2021输变电设备状态检修试验规程

DL/T596-2021电力设备预防性试验规程

DL/T1798-2018换流变压器交接及预防性试验规程

其中，对测试仪器环节适应性、电磁兼容性的技术要求，主要引用：GB/T

4208、GB/T6587、GB/T17626系列标准。对不同电压等级的交流变压器、换流

变压器的铁心及夹件接地电流的测试数据分析及判据，主要引用：GB/T24846、

DL/T273、DL/T393、DL/T596、DL/T1798中的相关条款。本文件与现行法律、

法规、政策没有抵触，与现行有效的相关标准协调。

6．重大分歧意见的处理经过和依据

本文件在编制过程中，未产生重大分歧意见。

7．贯彻标准的要求和措施建议

本文件作为一种推荐性的指导文件，提出了变压器铁心接地电流现场测试

方法、仪器技术要求、测试步骤及注意事项、结果分析判定等，能有效指导变

压器铁心接地电流现场测试工作的规范开展。

因此在本文件的贯彻过程中应组织各省市、自治区发电、变电运维和试验

机构等从事变压器现场试验工作的人员，以及铁心接地电流测试仪器生产企业

相关人员学习宣贯，对相关技术条款进行详细明确解读，保证条款内容执行的

正确性和规范性。

8．废止现行行业标准的建议

无。

9．标准涉及的技术创新，知识产权处置、实验验证、产业化推进、推广应

用等情况

无

10.标准名称与计划项目名称发生变化的主要原因

无

11.其它应予说明的事项。

无

12.重要条款解释

（1）范围

由于铁心接地电流现场测试的先决条件是被测变压器的铁心或夹件有外引

接地线，因此在范围中明确“适用于有接地引出线的变压器的铁心及夹件接地

电流的现场测试”。同时，油浸式电抗器的测试过程与变压器一致，因此说明“油

浸式电抗器可参照执行”。

（2）规范性引用文件

主要引用测试仪器的环境适应性、电磁兼容性相关的国家标准；同时引用

行业内广泛使用关于铁心接地电流和夹件接地电流测试要求及判据相关的电力

行业标准。

（3）术语和定义

为了便于本标准更好使用，规范提出铁心接地电流、夹件接地电流、中性

点电流、直流偏磁电流、多点接地、空间磁场干扰、参考信号等术语。同时，

由于实际测试时，可测量铁心和夹件接地的合成电流，来判断铁心和夹件之间

是否存在绝缘损伤，因此提出“铁心和夹件的合成电流”的术语。

（4）测试原理

变压器铁心和夹件接地电流为带电测试，在变压器运行时，采用电流传感

单元采集电流、分析单元分析电流，即可完成测试。但需注意的是，铁心和夹

件接地电流一般需分开测量、特殊工况下增加合成电流量。因此，根据上述测

量原理，给出了测试回路示意图，便于使用者理解。

（5）测试仪器

测试仪器为户外使用，其环境条件、供电电源、外壳防护、环境适应性、

电磁兼容性，与通用的带电检测仪器一致。

在功能方面，除常规的电流显示、超阈值提醒、数据存储等功能要求外，

还基于以下考虑，提出传感器结构、测量带宽、同步采样等方面的技术要求：

a）为了便于现场测试，电流传感单元需采用开口设计，且开口需能使传感

器卡在常用的接地扁钢上，因此参考变电站内接地扁铁的主要尺寸，对传感器

的开合口径提出了建议要求。

b）经过大量现场实测，变压器铁心接地电流中含有丰富的谐波。对于交流

变压器，主要以1、3、5、7、9、11、13、15、17、19次为主，因此建议交流变

压器的铁心接地电流测量单元的带宽不低于1kHz；而换流变压器，由于阀侧存

在丰富的谐波，实测的铁心接地电流中往往有高次谐波分量，因此，结合实际

测试情况，提出其测量带宽不低于10kHz。

c）为了便于后续分析，铁心接地电流、夹件接地电流宜具备同步采样（同

时记录和分析）的功能；为了进一步分析铁心接地电流中的有功分量（与内部

异常损耗有关）、无功分量（与内部寄生电容变化有关），可与参考信号（绕组

电压信号）进行同步采样和关联分析。

在性能方面，主要提出测量范围、允许误差外，还基于以下考虑，提出采

样率、抗干扰设计等方面的性能要求：

a）采样率的要求，为0.2MS/s,与前述测量带宽的要求协调一致，目的是为

了确保波形测量有足够的还原度。

b）抗干扰性，提出在典型的工频磁场干扰（50μT均匀磁场，来源于不同电

压等级变电站内、变压器附近的工频磁场强度实测的典型值）条件下，电流测

量的变化量不应超过允许误差的1/3-1/2。

c）电流传感单元的相位允许误差，需控制在一定范围内，确保电流传感单

元在采集不同频率的信号时，不会导致时域波形失真或发生畸变。结合对高精

度钳型传感器的调研，和实际现场测量面临的谐波分析的要求，综合提出电流

传感单元在0~500Hz、500Hz-10kHz频率范围内的相位误差要求。

（