淺談電流互感器二次開路的處理

國文亮　胡毅

摘要：電流互感器是變電站重要的一次設(shè)備，它將一次系統(tǒng)的大電流變換成小電流提供給保護、計量、測量、故障錄波等設(shè)備；運行中的電流互感器若二次側(cè)開路， 嚴重威脅人員和二次設(shè)備的安全；快速正確的處理方法可有效降低危害。

關(guān)鍵詞：電流互感器；二次側(cè)開路；危害；處理過程

中圖分類號：TM452 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）20-0158-03

Discussion about the Handling of CT Open-circuit Fault

GUO Wen-liang， HU Yi

（State Grid Beijing Maintenance Company， Beijing 100000， China）

Abstract： Current transformer （CT） is a connection between high voltage grid and its control system， which transforms the current of high voltage system into a small， measurable current for protection devices， meters， automations and wave-recording devices. Any open-circuit in its secondary windings may leads to the following results： an inductive e.m.f. as high as several kV may occur， endangering staffs who work on the secondary circuits as well as other secondary equipments. If the open-circuit is handled fast in proper way， the damage can be limited to the least.

Key words： current transfomer； secondary open-circuit； damage； handling process

電流互感器是變電站的一次主設(shè)備，主要是用來測量電路中的電流，它的二次線圈與測量儀表或繼電器的電流線圈串聯(lián)，二次側(cè)的電流一般為5A或1A，一次線圈串聯(lián)于被測的一次電路中。電流互感器二次回路任何情況下都不允許開路運行，否則將在一次電流全部成為勵磁電流，一方面在鐵芯中產(chǎn)生很高的磁通密度，使得鐵芯嚴重飽和并過熱；另一方面，由于二次線圈匝數(shù)多，鐵芯中很高的磁通密度將在二次線圈中感應(yīng)出危險的高電壓，嚴重威脅人員和二次設(shè)備的安全。因此，一旦發(fā)現(xiàn)電流互感器二次回路開路，必須立即采取有效措施，迅速進行處理，消除隱患，以確保電網(wǎng)的安全運行。

1 電流互感器二次回路開路的原因現(xiàn)象及處理方法

電流互感器正常工作時，由于阻抗很?。ń咏诙搪窢顟B(tài)），鐵芯中的勵磁磁勢接近于零，鐵芯中的磁通密度很小；當電流互感器開路時，二次繞組電流等于零，使得一次電流全部成為勵磁電流，將造成電流互感器的鐵芯迅速飽和，在二次線圈產(chǎn)生很高的電壓，嚴重威脅人員和二次設(shè)備的安全，還可能造成電流互感器鐵芯強烈過熱而損壞 。

1.1引起電流互感器二次回路開路的原因

由于結(jié)構(gòu)和質(zhì)量上的缺陷，交流電路回路中的試驗接線端子，在運行中一旦與螺桿與銅板螺孔接觸不良，容易導致開路；

由于電流回路中的試驗端子連接片的膠木頭過長，造成連接片的金屬片與旋轉(zhuǎn)端子金屬片未能緊密壓在一起，而將旋轉(zhuǎn)端子金屬片誤壓在膠木套上，造成開路；

檢修工作中失誤，如對電流互感器本體試驗后未將二次接線接上零，或誤斷開了電流互感器二次回路，或忘記將繼電器內(nèi)部觸頭接好；

由于二次線端子觸頭壓接不緊，當回路中電流很大時，由于氧化過熱或發(fā)熱燒斷而造成開路；

二次回路的過度端子氧化后松動；

二次回路負載元件（如：表計、繼電器等）老化，造成內(nèi)部的電流線圈斷線。

1.2 電流互感器二次開路的現(xiàn)象

有功、無功功率表指示不正常，電流表三相指示不正常，電流表計量不正常；

監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示不正常；

電流互感器本體振動大，發(fā)出嗡嗡的異常響聲；

電流互感器本體有嚴重發(fā)熱，并伴有異味、變色、冒煙現(xiàn)象；

開路故障點出現(xiàn)異常的高電壓，故障點伴隨有燒焦、冒煙和火花放電聲等現(xiàn)象；

繼電保護及自動裝置發(fā)生誤動或拒動；

儀表、電流表、繼電保護等冒煙燒壞。

1.3 電流互感器二次開路的處理方法

當電流互感器二次回路開路時，首先要防止二次繞組開路而危及設(shè)備與人身安全；若是電流互感器本體無明顯異常，逐個檢查端子、元件，及時擰緊松動的螺絲。

查找開路點前，應(yīng)先進行分析，列出容易發(fā)生故障的端子及元件，電流互感器二次回路開路后，優(yōu)先排查容易發(fā)生故障的端子及元件，迅速查明開路點位置，并用專用的短接工具將開路處進行回路短接；如果無法進行短路處理時，可向調(diào)度申請停電處理。在進行短接處理過程中，必須注意安全，應(yīng)戴絕緣手套，使用合格的絕緣工具，在嚴格監(jiān)護下進行，特別要注意開路的二次回路有異常的高電壓。

發(fā)生電流互感器二次開路時，應(yīng)先分清開路故障的電流回路、開路相別以及該開路故障對保護有無影響，然后再匯報調(diào)度及停用可能誤動的保護裝置。

為了降低二次回路的電壓，要盡量減小一次負荷電流，若電流互感器二次開路已造成本體或二次回路嚴重損壞，必須進行停電檢查處理，條件具備時，應(yīng)轉(zhuǎn)移負荷后，再將損壞設(shè)備轉(zhuǎn)檢修，盡量避免給用戶造成停電。

盡快將電流互感器設(shè)法在就近的試驗端子上進行二次短路，及時檢查處理開路點；使用良好的短接線在開路的前級回路中選擇適當?shù)奈恢脤﹂_路點進行短接時，短路應(yīng)妥善可靠，禁止采用熔絲或一般導線纏繞，并按圖紙進行。

若短接時發(fā)現(xiàn)火花，說明短接有效，然后在短接點以下的回路進一步查找；如短接時無火花，可能是短接無效，故障點也可能在短接點以下的回路中，通過逐點向前變換短接點，縮小范圍。

在故障范圍內(nèi)，應(yīng)檢查回路有工作時觸動過的部位，仔細檢查容易發(fā)生故障的端子及元件。

若開路點在保護屏內(nèi)，應(yīng)對保護屏上的電流端子進行查找緊固，若問題還沒有解決，則應(yīng)由專業(yè)人員處理保護裝置。

對檢查出的故障，如接線端子等外部元件松動，接觸不良等能自行處理的故障，可立即處理，然后投入所退出的保護；如不能查明故障或繼電器內(nèi)部故障等不能自行處理故障，應(yīng)匯報上級，等上級派人檢查處理，或經(jīng)倒運行方式轉(zhuǎn)移負荷，停電檢查處理。

對于近期回路有工作時動過的二次部應(yīng)分列為重點查找對象（曾遇到過計量工作人員工作完畢，消票離站后，運維人員發(fā)現(xiàn)表計回路存在開路點，查找發(fā)現(xiàn)是電度表的電流回路在端子排上的接線螺絲未擰緊，造成電流互感器表計二次回路輕微開路，將該螺絲擰緊后，恢復正常）。

找到開路點后，在確保安全的前提下盡快處理。

2 案例分析

2.1 背景簡介

北京地區(qū)某變電站是1984年建成投運的室外敞開式布置的220kV樞紐站，在主控室裝有控制盤，110kV每個間隔的控制盤上裝有分相電流表、有功電力表和無功電力表（圖1是表計回路展開圖，圖2是表計回路安裝圖）、光字牌和控制操作手把，電度表屏也安裝在主控室。

2.2 110kV電流互感器測量回路開路的處理過程

2012年11月7日，該站運維人員在進行交接班巡視時聽到112A相電流互感器有輕微嗡嗡的響聲，而B、C相電流互感器沒有聲音。運維人員立即到主控室112控制盤檢查電流表指示情況，發(fā)現(xiàn)B、C相電流為120A（電流互感器額定變比為600/5），A相電流為0A。檢查112線路保護裝置和110kV母差保護裝置，未發(fā)現(xiàn)異常信號。根據(jù)上述現(xiàn)象，初步判斷為112A相電流互感器表計回路有開路點。

第一步：如圖3紅線所示，我們先在室外端子箱內(nèi)用短路線將D1、D4端子進行短接，A電流互感器嗡嗡的響聲消失了，說明開路點在端子箱至主控室對應(yīng)的二次回路中（如果A電流互感器嗡嗡的響聲消失，說明A電流互感器本體至端子箱的二次回路無問題，如果A電流互感器仍有嗡嗡的響聲，說明A電流互感器本體至端子箱的二次回路有開路點，需要停電進行處理）。

圖1

圖2

圖3

第二步：如圖4紅線所示，在主控室控制盤上，用短路線將K1、K4端子進行短接，打開在室外端子箱內(nèi)D1、D4的短路線，A相電流互感器仍無嗡嗡，說明室外端子箱至控制盤的這段電流互感器二次電纜是完好的，又排除了一段回路。

第三步：為了安全和觀察更直接，我們改變了方法，在控制盤端子排K1與A相電流表端子1之間的導線上卡上一塊鉗形電流表，然后如圖5紅線所示，用短路線將控制盤上K8、K4端子進行短接，將K1、K4的短路線在K1處打開，鉗形電流表指示為0A，說明控制盤至電度表屏對應(yīng)的二次回路是完好的，開路點在112控制盤上安裝的電流表、有功電力表和無功電力表及其對應(yīng)的二次回路內(nèi)，范圍又縮小了。繼續(xù)短接K1點。

圖4

圖5

第四步：如圖6紅線所示，將K8、K4的短路線打開，用短路線將A相電流表端子1、2進行短接，將K1、K4的短路線在K1處打開，鉗形電流表指示仍然為0，又排除了A相電流表，離目標更近，繼續(xù)短接K1點。

第五步：如圖7紅線所示，打開A相電流表端子1、2的短路線，用短路線將A相有功電力表端子1、2進行短接，將K1、K4的短路線在K1處打開，鉗形電流表指示仍然為0A，說明開路點不在A相有功電力表內(nèi)。現(xiàn)在就剩下無功電力表了，繼續(xù)短接K1點。

第六步：如圖8紅線所示，打開A相有功電力表端子1、2的短路線，用短路線將A相無功電力表端子1、2進行短接，將K1、K4的短路線在K1處打開，鉗形電流表指示為1A，說明開路點就在A相無功電力表內(nèi)，繼續(xù)短接K1點保持CT二次短路狀態(tài)。

圖6

圖7

圖8

更換無功電能表后，將K1、K4的短路線拆除，CT恢復正常。對拆下的無功電力表電流線圈進行測量發(fā)現(xiàn)斷路，事后分析可能是由于元件老化造成內(nèi)部電流線圈斷線。

3 結(jié)束語

在電流互感器二次開路故障的查找和處理時需要有豐富的工作經(jīng)驗和扎實的基本功，需要在實際工作中不斷學習和積累。但是日常的運行維護工作也很重要，需要我們有高度的責任心和細致的工作作風。電流互感器二次回路開路，一般不太容易發(fā)現(xiàn)，電流互感器本體無明顯征象時，會長時間處于開路狀態(tài)，嚴重威脅人身和設(shè)備安全，因此，要求我們在日常巡視時，細聽、細看，維護工作中不放過微小的異常。只有這樣，才能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常和隱患，迅速予以消除，才能保證電網(wǎng)安全可靠運行。

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