電流互感器二次回路漸變性故障診斷方法

陳勇

【摘 要】電流互感器可以將電力系統(tǒng)中的大電流轉(zhuǎn)換成小電流，為測量提供安全的電流，保護(hù)相關(guān)設(shè)備和人身安全。電流互感器二次回路一旦出現(xiàn)故障，則可能帶來較大的安全隱患。因此本文針對(duì)電流互感器二次回路漸變性故障的診斷方法進(jìn)行了簡要的探討。

【關(guān)鍵詞】電流互感器;二次回路;漸變性故障;

前言

電力系統(tǒng)中一次回路中的電流非常的大，電壓也很高，不能直接進(jìn)行測量。因此就發(fā)明了一種新的可對(duì)系統(tǒng)中的電流進(jìn)行二次回路的轉(zhuǎn)變，使其變成較小的電流，降低電壓，便于工作人員進(jìn)行測量的設(shè)備。但是，這種設(shè)備由于自身的匝數(shù)較大，所以嚴(yán)禁其二次回路出現(xiàn)故障，以免對(duì)設(shè)備和人身安全造成傷害。

一、電流互感器二次回路

電流互感器將電力系統(tǒng)中一次回路中的大電流通過自身的二次回路轉(zhuǎn)變成小電流。因此，電流互感器必須要處于一個(gè)連通的狀態(tài)，一旦當(dāng)電流互感器的二次回路出現(xiàn)開路，則會(huì)導(dǎo)致電流互感器無法正常工作。

（一）電力互感器的工作原理

電流互感器是由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵芯、接線端子及其他輔助結(jié)構(gòu)組成的一種結(jié)構(gòu)簡單，作用極大的設(shè)備。電流互感器與變壓器的工作原理基本保持一致。因?yàn)橐淮卫@組的匝數(shù)較少，所以直接與電力系統(tǒng)的電源線路進(jìn)行串聯(lián)，一次負(fù)荷電流在通過一次繞組時(shí)，經(jīng)過交變磁通感應(yīng)的作用產(chǎn)生等比例減小的二次電流。由于二次繞組的匝數(shù)比較多，且與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷串聯(lián)，形成一個(gè)閉合回路，但由于在運(yùn)行過程中負(fù)荷阻抗很小，處于一個(gè)接近于短路的狀態(tài)，等同于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。

（二）造成電流互感器二次回路開路的因素

通過研究來看，造成電流互感器二次回路開路的因素有很多，分為外在因素和自身因素兩方面。外在因素主要是人為引起的，如果在電流互感器經(jīng)過檢修或者是調(diào)試后，工作人員未正確的將二次回路的連接端子連接，導(dǎo)致二次回路不能正確的接通，就有可能造成二次回路斷開，引起二次回路的故障。自身因素導(dǎo)致的電流互感器的二次回路的故障因素占主要方面。如果電流互感器二次回路的連接端子的接頭的生產(chǎn)質(zhì)量或者是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題都可能引起電流互感器二次回路開路的故障。一旦回路中的端子壓板的膠木接頭的長度不合格，膠木接頭出現(xiàn)過長或者是過短的問題，則會(huì)導(dǎo)致電流互感器的滑片不能和金屬導(dǎo)電片相貼合，膠木接頭過長則會(huì)與絕緣的膠木套貼合在一起，導(dǎo)致回路無法接通，造成二次回路斷開的現(xiàn)象。當(dāng)二次回路中的端子接頭出現(xiàn)接觸不良的問題時(shí)，由于二次回路中通過的電流較大時(shí)，則可能出現(xiàn)將其接頭燒斷或者是接頭被氧化，從而造成回路無法聯(lián)通，出現(xiàn)開路現(xiàn)象。如遇在生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)出來的端子質(zhì)量較差，在工作過程中則容易發(fā)生連接處接觸不良的問題，造成二次回路無法正常的接通，出現(xiàn)開路的故障，引起電流互感器無法正常工作。

（二）電流互感器二次回路開路的危害

電流互感器是一種將電力系統(tǒng)中的大電流轉(zhuǎn)換成小電流的一種設(shè)備，以便于工作人員能對(duì)電力系統(tǒng)是否正常工作進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)便于工作人員在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行檢測時(shí)提供安全的檢測電流，保障工作人員的人身安全，一旦電流互感器的二次回路出現(xiàn)開路問題，則會(huì)留下較大的安全隱患。一旦電流互感器的二次回路中出現(xiàn)開路的現(xiàn)象，則會(huì)使發(fā)生開路的兩端之間產(chǎn)生很高的電壓，這樣會(huì)對(duì)相關(guān)的設(shè)備機(jī)構(gòu)造成很大的損傷，同樣也會(huì)威脅到工作人員的人身安全。回路中發(fā)生開路的故障會(huì)使電流互感器的貼心損耗增大，使得電流互感器的損耗增大，發(fā)熱量增加，長時(shí)間處于這種狀態(tài)，可能會(huì)使得設(shè)備的絕緣性能受到影響，相關(guān)設(shè)備也受到損傷，使得設(shè)備的性能下降。電流互感器在這種情況下，一旦電流互感器的二次回路發(fā)生開路故障，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備中出現(xiàn)剩磁的情況。在這種情況下對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行測試，則會(huì)造成較大的數(shù)據(jù)偏差。使得電流互感器的性能受到影響，難以正常工作，相關(guān)人員也難以檢測到電力系統(tǒng)是否處于正常工作，為工作人員的工作增大了難度。在發(fā)生二次回路開路問題時(shí)，電流互感器的傳變能力也會(huì)遭到相應(yīng)的損害，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行，長時(shí)間處于這種狀態(tài)下工作，也會(huì)給電力系統(tǒng)的正常工作帶來一定的危害。

電流互感器在經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行后，會(huì)出現(xiàn)零件磨損的情況，相關(guān)工作人員要及時(shí)的對(duì)電流互感器進(jìn)行維護(hù)和定期更換，防止電流互感器發(fā)生二次回路的開路問題。

二、電流互感器二次回路漸變性故障的診斷

（一）電流互感器二次回路漸變性故障

電流互感器的測量偏差主要是由漂移偏差和變比偏差兩種故障引起的。因?yàn)殡娏骰ジ衅鞒Ｊ怯糜趹敉夤ぷ?，?huì)受到溫度的影響;或者長時(shí)間工作導(dǎo)致的老化因素的影響，造成測量值隨著時(shí)間的變化進(jìn)行漂移被稱為漂移偏差，而測量值的頻率和相位與正常波形一致，幅值成比例變化的偏差為變比偏差。

（二）診斷方法

之前在進(jìn)行電流互感器二次回路漸變性故障的檢測時(shí)，一般是萬用表測量電流互感器二次回路兩端的電阻，也就是將萬用表的測試端和最靠近電流互感器繞組的端子排進(jìn)行連接。但實(shí)際上，用這種方法測量出來的電阻一般是電流互感器的二次回路的負(fù)載和繞組電阻的并聯(lián)的數(shù)據(jù)。用這種方法進(jìn)行檢測時(shí)，如果遇到二次回路負(fù)載與較大的電感相互串聯(lián)時(shí)不容易被發(fā)現(xiàn)。一些較小的二次繞組的二次匝數(shù)比較小，但是它的截面積通常會(huì)比較大，所以它的側(cè)電阻通常就會(huì)比較小，即使是在二次回路開路的狀態(tài)下也會(huì)測的較小的電流，因此會(huì)導(dǎo)致二次回路開路的故障無法被發(fā)現(xiàn)，留下隱患。因此在此模式上開發(fā)出了一種新的檢測模式，將電流互感器的二次回路電纜引入到電流互感器的檢測終端裝置中，使得檢測終端能實(shí)時(shí)檢測到電流互感器二次回路中通過的電流值，時(shí)時(shí)可以檢測電流互感器是否出現(xiàn)異常和開路現(xiàn)象。

（三）診斷原理

因?yàn)殡娏骰ジ衅鞫位芈防@組測電阻過小時(shí)會(huì)干擾到二次負(fù)載側(cè)電阻的檢驗(yàn)效果。所以為了避免這種情況發(fā)生，保證檢驗(yàn)效果的準(zhǔn)確性和確保檢驗(yàn)出來的數(shù)據(jù)與電流互感器二次回路在正常運(yùn)行時(shí)的電流情況可以保持一致。為此，開發(fā)出來了一種新的測試裝置，這種裝置可以利用工頻阻抗的方式進(jìn)行測試。將測量設(shè)備與電流互感器二次回路的開關(guān)端子箱或者是與電流互感器的二次接線盒相連接，這種方式不需要將電流互感器的二次回路進(jìn)行任何的改變，為檢測數(shù)據(jù)保證了一定的真實(shí)性。在進(jìn)行測試時(shí)，阻抗測試裝置測得的電阻實(shí)際上為兩側(cè)工頻阻抗并聯(lián)的數(shù)據(jù)。因此，在二次回路未開路的情況下，電流互感器繞組側(cè)的電抗是大于電阻的，電流互感器負(fù)載側(cè)的電抗也是大于電阻的。一旦二次回路發(fā)生開路現(xiàn)象，電流互感器繞組側(cè)的電抗是小于電阻的，電流互感器負(fù)載側(cè)的電抗也是小于電阻的。這樣的檢測數(shù)據(jù)中阻抗不大于電流互感器的額定二次負(fù)載，電流互感器二次回路是處于正常工作狀態(tài)的，一旦阻抗值大大超過電流互感器的額定二次負(fù)載值，呈現(xiàn)出極大的電感值，則可以證明電流互感器二次回路發(fā)生了開路現(xiàn)象。檢測設(shè)備在進(jìn)行工作時(shí)需要接入電流互感器二次回路中，這就相當(dāng)于是給它加入了一個(gè)電流，因此在測量時(shí)需要將二次設(shè)備的保護(hù)裝置停用。

結(jié)語

電力系統(tǒng)的正常工作，離不開平時(shí)的維護(hù)。及時(shí)對(duì)電流互感器進(jìn)行維護(hù)，則依賴于電流互感器將它工作時(shí)的數(shù)據(jù)反饋給測試人員，以便于工作人員能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，并對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。電流互感器的完好性至關(guān)重要，為此需要對(duì)當(dāng)前的測試設(shè)備不斷的進(jìn)行改善，設(shè)計(jì)出更高效的檢測電流互感器二次回路故障的診斷方法。

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（作者單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司泰州運(yùn)維站）