接線松動引起的電流互感器二次回路開路故障研究

陳曉鵬

（廣東電網(wǎng)有限責任公司惠州供電局，廣東惠州516001）

0 引言

電流互感器是一種按一定比例（變比）將大電流轉(zhuǎn)換成小電流的裝置，它的工作原理是將一次側(cè)接于電網(wǎng)中，將電網(wǎng)的一次電流通過變壓變流的原理降低為小電流（即二次側(cè)電流），為測量儀表、保護裝置所用。測量計量的準確性與繼電保護的可靠性與電流互感器的設備狀態(tài)息息相關，一旦其出現(xiàn)故障，例如二次開路，就會對繼電保護裝置產(chǎn)生影響，繼電保護會因失去電流失效，差動保護與零序保護則會因為產(chǎn)生了不平衡電流而誤動。因而電流互感器的正常運行就顯得尤為關鍵，電流互感器二次側(cè)一旦開路將會產(chǎn)生數(shù)千伏的高壓，威脅設備及人身安全。

多數(shù)的電流互感器故障就是二次回路開路的故障，所以我們應該對此更加注意。除開人為原因，造成電流互感器二次回路開路的原因主要是試驗接線端子本身質(zhì)量缺陷、受潮或金屬部件接觸不良。

下面結合一起實際案例，對試驗接線端子松動導致的電流互感器二次回路開路故障進行分析。

圖1 開路點

1 事件基本概況

2018年某日，天氣中雨轉(zhuǎn)陣雨，氣溫22～28℃，繼保人員在進行新的#1直流系統(tǒng)的驗收以及舊直流系統(tǒng)拆除前回路勘查確認工作過程中發(fā)現(xiàn)了110 kV A站#2主變變低502開關柜內(nèi)有CT二次開路的現(xiàn)象，在進行“高壓室10 kVⅡ段儲能及控制電源”回路走向確認的過程中，打開#2主變變低502開關柜二次回路端子排小室柜門后發(fā)現(xiàn)1 D端子排的20、21和23號端子存在開路端子排燒融現(xiàn)象，如圖1所示。隨即通知有關人員配合，進行緊急故障處理，處理完成后設備恢復正常運行方式。

2 故障處理過程

運行人員按照調(diào)度指令“將110 kV A站#2主變變低502開關由熱備用轉(zhuǎn)冷備用”，現(xiàn)場滿足處理工作條件，許可工作票。繼保人員按照圖2所示流程對故障進行了處理。

圖2 故障處理過程

3 故障分析

本次“110 kV A站#2主變變低502開關柜CT二次回路開路”的直接原因是“502開關柜端子排小室1 D端子排的23號端子CT側(cè)螺絲發(fā)生松動”，對于螺絲發(fā)生松動的根本原因，下面從人、機、料、法、環(huán)五方面進行分析。

3.1 人

（1）二次運維情況：按《微機保護定檢規(guī)程》的要求，“保護裝置進行定檢工作時，需對相關二次回路進行緊固”，檢查故障時間前最后一次定檢作業(yè)指導書執(zhí)行情況，對“二次線緊固”項進行了打鉤確認，定檢過程中未發(fā)生異常，定檢合格。

（2）設備巡視情況：在電流互感器二次回路發(fā)生開路瞬間，勵磁電流驟增，電流互感器工作狀態(tài)迅速進入飽和區(qū)，電流互感器本體將產(chǎn)生異響，二次開路點處會產(chǎn)生數(shù)萬伏高壓。從拆解下來的端子螺絲圖片（圖3）可以看出，螺絲和墊片已經(jīng)完全燒融在一起，所以開路點已經(jīng)恢復導通，電流互感器本體沒有異響，運行人員在進行巡視時很難發(fā)現(xiàn)。

圖3 開路點螺絲、墊片和短接片

分析：在保護裝置的定檢過程中，需要進行保護屏、開關機構箱、開關端子箱、匯控柜、刀閘機構箱等多個工作地點的二次線緊固，對于只有一套保護裝置的110 kV線路（以A站B線路為例）而言，共有327個端子，每個端子上至少有2個螺絲（電流、電壓試驗端子有3個），也就是說，至少有654個螺絲需要緊固。近年來由于二次回路接線松動造成的事故事件和缺陷已經(jīng)比比皆是。

3.2 機

10 kV高壓室#2主變變低502開關柜信息：本次事件設備自投運至今，不存在超負荷運行、超壽命運行的情況，按計劃進行各項維護工作，運行機制沒有問題。

3.3 料

分析：新舊端子排均滿足IEC 60947-7-1技術標準，內(nèi)部導電材料均為黃銅，外部材料均具有阻燃性能，均符合電力系統(tǒng)入網(wǎng)技術規(guī)范。但外部材料，舊端子排采用的是ABS工程塑料，新端子排采用的是尼龍PA材料（圖4），后者的氧化成分較高，具有較長的理論壽命，并且具有更好的阻燃性能，相應的造價也較高。

圖4 新更換端子排和舊端子排對比

3.4 法

開路點存在于端子的CT側(cè)，屬于開關柜廠家配線范圍，通過查閱圖紙，確認這種接線方式合理正確。

3.5 環(huán)

（1）相鄰設備：#2主變變低502開關柜相鄰設備為5024刀閘柜和2號接地變柜，并非10 kV線路和電容器，502開關本身及相鄰設備均不具備頻繁動作的情況，由于操作引起的振動較少。

（2）環(huán)境溫度：通過檢查，#2主變變低502開關柜內(nèi)的溫濕度控制器和加熱板均正常工作，設備的運行溫度正常。

4 結語

端子排固定金具（如螺絲、卡扣等）的松動導致的接觸不良，是造成電流互感器二次回路接線松動，導致事故事件和缺陷的主要原因。除了人為原因（如誤動誤碰、工作結束后未恢復、巡檢不到位等情況）外，端子排部件的強度、抗阻燃能力的性能好壞也直接影響著電流互感器二次回路安全運行的穩(wěn)定性。

（1）對于保護定檢類工作，應嚴格按照作業(yè)指導書的要求，進行二次回路的緊固工作；對于開關頻繁操作的電容器、線路，應加強對二次回路的巡視檢查。

（2）應保證電流互感器二次回路的連接導線有足夠的機械強度。

（3）要細化設備技術規(guī)范，對端子排等小器件，對材料的阻燃性能和強度要提高標準，在采購環(huán)節(jié)進行防范。