寬厚板線35 kV高壓電流互感器二次線發(fā)熱故障分析

石碩　王凱

摘 要：對我廠35 kV電磁站高壓電流互感器所發(fā)生的故障進(jìn)行分析，簡述故障發(fā)生的原因和后果，以及檢查的方法，

關(guān)鍵詞：高壓電流互感器；發(fā)熱；故障；分析

1 前言

在電力系統(tǒng)中電流互感器起著不可或缺的作用。如果高壓電流互感器二次側(cè)斷線，二次側(cè)感應(yīng)電壓可達(dá)幾千伏，存在人身觸電、設(shè)備損壞等嚴(yán)重危險(xiǎn)，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行?，F(xiàn)就電流互感器故障原因、判斷及分析做一探討。

2 電流互感器的原理

電流互感器利用變壓器原、副邊電流成比例的特點(diǎn)制成。其工作原理、等值電路也與一般變壓器相同，只是其原邊繞組串聯(lián)在被測電路中，且匝數(shù)很少；副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負(fù)載。原邊電流（即被測電流）和副邊電流取決于被測線路的負(fù)載，而與電流互感器的副邊負(fù)載無關(guān)。由于副邊低阻抗負(fù)載，所以原、副邊電壓 U 1 和Uc 2 都很小，勵(lì)磁電流 I 0 也很小。電流互感器二次電流的大小由一次電流決定，二次電流產(chǎn)生的磁勢，是平衡一次電流的磁勢的。若二次開路，其阻抗無限大，二次電流等于零，其磁勢也等于零，就不能去平衡一次電流產(chǎn)生的磁勢，那么一次電流將全部作用于激磁，使鐵芯嚴(yán)重飽和。磁飽和使鐵損增大，電流互感器發(fā)熱，電流互感器線圈的絕緣也會(huì)因過熱而被燒壞。還會(huì)在鐵芯上產(chǎn)生剩磁，增大互感器誤差。最嚴(yán)重的是由于磁飽和，

交變磁通的正弦波變?yōu)樘菪尾?，在磁通迅速變化的瞬間，二次線圈上將感應(yīng)出很高的電壓，其峰值可達(dá)幾千伏，如此高的電壓作用在二次線圈和二次回路上，對人身和設(shè)備都存在著嚴(yán)重的威脅。所以電流互感器在任何時(shí)候都是不允許二次側(cè)開路運(yùn)行。電流互感器的接線方式按其所接負(fù)載的運(yùn)行要求確定。最常用的接線方式為單相，三相星形和不完全星形，如圖 1、圖 2、圖 3。

3 電流互感器在我廠發(fā)生故障的案例及原因分析。

2019年5月28日，在觀察后臺綜保數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)04365進(jìn)線A相電流數(shù)據(jù)為零，懷疑進(jìn)線柜電流互感器存在問題，于是去高壓柜出檢查綜保單元及檢測單元，發(fā)現(xiàn)綜保單元三相電流顯示正常，檢測單元A相電流顯示為零，用電流卡表對A相電流進(jìn)行檢測顯示也為零。

檢查二次側(cè)線路時(shí)，發(fā)現(xiàn)接線端子處有發(fā)熱灼燒跡象，N相連接處灼燒嚴(yán)重，如圖4，用熱成像儀進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)沒有發(fā)熱跡象，檢查歷史曲線發(fā)現(xiàn)5月22號時(shí)A相電流時(shí)斷時(shí)續(xù)，24號以后A相電流顯示為零。

對04365進(jìn)行停電操作后，對進(jìn)線柜電流互感器進(jìn)行檢測，未發(fā)現(xiàn)異常，于是對其他高壓柜進(jìn)行排查發(fā)現(xiàn)04366、TCR高壓柜均存在發(fā)熱灼燒的現(xiàn)象，如圖5。

通過對發(fā)現(xiàn)端子進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，大部分發(fā)熱端子都出現(xiàn)在N相，N相的特點(diǎn)是幾個(gè)端子連片連在一起，通過分析，一旦端子虛接形成開路，在線與線之間形成渦流，發(fā)熱量變大乃至發(fā)熱起火，存在重大安全隱患。

通過此次隱患處理，做針對性預(yù)防方案，對接線端子尤其是N相端子進(jìn)行周期性檢查（每月開控制柜門檢測一次，用測溫槍測量有無發(fā)熱跡象）一旦發(fā)現(xiàn)有發(fā)熱灼燒跡象及時(shí)進(jìn)行端子更換處理，避免隱患擴(kuò)大。此隱患可能會(huì)導(dǎo)致重大高壓事故。

4 通過上述案例為了防止我站電流互感器故障發(fā)生我們查閱資料制定了一些檢查方法

4.1 回路儀表指示異常降低或?yàn)榱?。如用于測量表計(jì)的電流回路開路，會(huì)使三相電流表指示不一致，功率表指示減小，計(jì)量表計(jì)不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速變慢。如果表計(jì)指示時(shí)有時(shí)無，有可能處于半開路狀態(tài)（接觸不良）。

4.2 認(rèn)真聽電流互感器本體有無噪聲、振動(dòng)等不均勻的聲音，這種現(xiàn)象在負(fù)荷小時(shí)不太明顯。當(dāng)發(fā)生開路時(shí)，因磁通密度的增加和磁通的非正弦性，硅鋼片振動(dòng)力加大，將產(chǎn)生較大的噪聲。

4.3 利用紅外線測溫儀監(jiān)測電流互感器本體有無嚴(yán)重發(fā)熱，此現(xiàn)象在負(fù)荷小時(shí)不太明顯。開路時(shí)，由于磁飽和的嚴(yán)重，鐵芯過熱，外殼溫度升高，內(nèi)部絕緣受熱有異味，嚴(yán)重時(shí)冒煙燒壞。

4.4 檢查電流互感器二次回路端子、元件線頭等有無放電、打火現(xiàn)象。此現(xiàn)象可在二次回路維護(hù)和巡檢中發(fā)現(xiàn)，開路時(shí)，由于電流互感器二次產(chǎn)生高電壓，可能使互感器二次接線柱、二次回路元件接頭、接線端子等處放電打火，嚴(yán)重時(shí)使絕緣擊穿。

5 小結(jié)

通過對上述事故案例的處理，我們知道電流互感器在變電站大量使用，為了提高變配電設(shè)備的安全運(yùn)行水平，減少因電流互感器故障而引起停電事故，運(yùn)行人員要嚴(yán)格執(zhí)行《安規(guī)》的要求，提高變配電安全意識，提高反事故預(yù)防能力，把事故消滅在萌芽階段，要做好電力安全檢查和日常運(yùn)行設(shè)備的巡查，將故障率降到最低。

以上為我廠的情況及解決方法，供大家參考，亦希望同行能對我們提出進(jìn)一步改進(jìn)的意見。

參考文獻(xiàn)

[1]唐紹予.干式高壓電流互感器的特征及關(guān)鍵生產(chǎn)工藝 [J].高壓電器，2006，42（3）：223-224

[2]國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB311.1-1997 高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合[ S ].1997.

[3]陶然.繼電保護(hù) 自動(dòng)裝置及二次回路[ M ].水利電力出版社，1981.