電力互感器二次開路故障處理及工具制作

段進寬 楊百萬

華能（天津）煤氣化發(fā)電有限公司 天津 300000

根據(jù)電流互感器的原理，其一次線圈匝數(shù)少。而在實際應(yīng)用中，絕大多數(shù)的電流互感器的一次繞組是利用一次設(shè)備的導體，如母線、電纜等，一次線圈串聯(lián)在被測線路里，二次線圈匝數(shù)多，與電氣二次設(shè)備的電流線圈串聯(lián)使用，電氣二次設(shè)備的電流線圈的負載阻抗很小，所以正常運行時電流互感器是接近短路狀態(tài)的。電流互感器二次側(cè)電流的大小由一次側(cè)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，電流等于零，阻抗變?yōu)闊o窮大，磁通等于零，二次電流的去磁作用消失，一次電流全部變?yōu)閯畲烹娏?，使鐵芯處于高度飽和狀態(tài)[1]。二次繞組兩端產(chǎn)生很高的電壓，峰值可以達到上千伏或者上萬伏，危及工作人員的安全和電氣二次設(shè)備的絕緣水平[2]。

在電氣設(shè)備的正常運行中，一次負荷電流較小時，電流互感器的二次電流也較小，此時發(fā)生開路，可能達不到電氣二次設(shè)備電流互感器二次開路判斷條件，故障很難被發(fā)現(xiàn)的。

1 電流互感器工作狀態(tài)介紹

電流互感器二次負荷一般包括繼電保護設(shè)備、測量儀表設(shè)備等，這些設(shè)備的阻抗都很小，電流互感器的一次電流和二次電流所產(chǎn)生的磁通相互抵消[3]，鐵芯中的磁通密度維持在較低水平，通常在零點幾特斯拉（磁通密度的單位T），由于二次阻抗很小，所以二次電壓也很低[4]。

當電流互感器二次繞組開路時，一次電流全部變?yōu)閯畲烹娏?，鐵心飽和，這個變化是突然的，叫突變，它的磁通密度高達幾個特斯拉以上[5]。磁通密度突變，二次電壓很高。電流互感器的二次開路并沒有廣泛有效預(yù)防的措施，多數(shù)用戶選擇開路時閉鎖差動等保護動作，被迫選擇停設(shè)備處理。

電流互感器的二次開路出現(xiàn)后，在實際工作中會產(chǎn)生以下的后果：

1. 二次產(chǎn)生數(shù)千伏電壓（這個沒有驗證過，是照抄的規(guī)程），高電壓可能擊穿電流互感器的絕緣，使整個配電設(shè)備外殼帶電，也可能讓工作人員觸電，威脅人身安全。

2. 鐵芯磁通突變會震動、發(fā)熱，破壞電流互感器絕緣及本體[6]。

3. 加劇電流互感器比差和角差加大，影響二次設(shè)備測量或計量的準確性，造成繼電保護誤動或拒動，影響自動化設(shè)備對發(fā)電機等一次設(shè)備的監(jiān)控、保護和調(diào)節(jié)，造成損失。

2 電流互感器開路故障檢查判斷及處理

2.1 電流互感器開路故障檢查判斷

開路發(fā)生后，首先從檢查監(jiān)控、測量、計量、自動化調(diào)節(jié)、故障錄波器、監(jiān)控系統(tǒng)等二次設(shè)備，對故障范圍進行初步判斷和評估。對于測量用電流互感器，二次電流異常降低甚至降為零，從電流表、功率表、故障錄波器或者其它監(jiān)控系統(tǒng)上查看電流變化，判斷是哪一組電流互感器、哪一項電流互感器故障，若三相電流偏差超過正常水平則可能是接觸不良[7]。

其次，確定電流互感器開路相別和組別后，應(yīng)檢查容易發(fā)生開路的端子排和二次設(shè)備。故障檢查應(yīng)按照回路圖紙，重點檢查回路中每個接線端子，結(jié)合先戶外后室內(nèi)原則，可以根據(jù)設(shè)備近一段時間設(shè)備運行和檢修情況，有重點的檢查檢修工作中繼熱措施位置接線是否存在異常。主要檢查有無放電異響、異味等。

重點檢查電流互感器二次回路端子排及接線位置有放電、打火現(xiàn)象[8]。本體是否有噪音、振動異常，紅外測量溫度是否嚴重發(fā)熱、冒煙等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象在負荷小時表現(xiàn)并不明顯[9]。

若故障為接線端子等外部接線松動、接觸不良，應(yīng)退出保護、自動化調(diào)節(jié)設(shè)備等，采取措施隔離或者緊固松動位置后，再投入繼電保護、自動化調(diào)節(jié)設(shè)備等。

若故障點在電流互感器本體的接線端子上，沒有實施短接處理的物理條件，必須停電處理。

最后，根據(jù)檢查判斷的情況，及時分析對保護和自動化調(diào)節(jié)設(shè)備的影響，匯報相關(guān)部門和單位，制定處理措施和方案。

以上是檢查電流互感器二次開路的一些基本方法，實際在電氣備正常運行中，在一次電流不大，二次設(shè)備未進入工作，且不是測量用電流回路開路時，電流互感器的二次開路故障是很難被發(fā)現(xiàn)的[1]。

2.2 電流互感器二次開路故障處理

處理電流互感器二次回路開路故障時，要盡量減小一次設(shè)備負載電流，二次回路電流也會減小，相應(yīng)二次回路的電壓隨之降低。操作時注意安全，準備好絕緣墊、絕緣手套等絕緣良好的工具，按照電力作業(yè)安全規(guī)程的基本要求執(zhí)行。做到如下幾個方面：

1. 制定處理方案，退出保護和自動化調(diào)節(jié)設(shè)備，避免處理中造成保護誤動、自動化設(shè)備調(diào)節(jié)異常。

2. 檢查處理開路工作中，要根據(jù)工作環(huán)境，準備好滅火器材，做好分工，隨時應(yīng)對處理過程中可能發(fā)生的著火情況。

3. 選擇好回路中準備短接的位置，設(shè)法在試驗端子上用良好的試驗短接線按圖紙將電流互感器二次回路短路，再檢查處理開路點[10]。特別注意，短接位置選擇，盡可能在目標端子排附近接線少且無重要回路（分、合閘，跳閘）的位置，以防短接時有火花，導致設(shè)備跳閘或著火等，使故障擴大。

4. 做好隔離，處理開路故障點，緊固接線，測量相應(yīng)二次設(shè)備及回路絕緣和回路直阻，更換有損壞的接線、端子排或者二次設(shè)備。

5. 投入保護和自動化調(diào)節(jié)設(shè)備。

若電流互感器本體損傷嚴重，應(yīng)轉(zhuǎn)移負荷，停電停設(shè)備，檢查處理，并做好電氣設(shè)備試驗。

3 處理電流互感器二次開路的在線快捷處理工具

選擇好回路中準備短接的位置，用良好的試驗短接線在端子排上線，按圖紙將電流互感器二次回路短路，處理開路點的過程中，可以利用電氣班組常見的工器具，制作短接工具，在線檢查處理電流互感器二次回路開路故障，降低對人身和設(shè)備的威脅，減少處理成本。

電流互感器二次回路端子普遍采用導軌式，可以利用常見電氣試驗線、絕緣木棒（方形為宜）、試驗插片、不銹鋼卡箍、螺絲刀、絕緣膠帶、鋼鋸、鉗子等制作。

主要制作思路如下：

1. 一般導軌式試驗端子排寬度為8.2mm，與試驗線香蕉插頭寬度基本一致；

2. 根據(jù)現(xiàn)場端子排布局和試驗線香蕉插頭形狀及尺寸，用鋼鋸將木棒加工榫頭結(jié)構(gòu)，用于固定試驗線香蕉插頭；

3. 選擇合適不銹鋼卡箍，將試驗線香蕉插頭固定于帶榫頭的絕緣棒上，試驗線的另一側(cè)接就近的接地點。

4. 用絕緣膠帶等材料做好絕緣處理。

4 結(jié)束語

電流互感器作為重要的電氣二次設(shè)備，對電氣一次設(shè)備起著保護、監(jiān)控、測量和輔助調(diào)節(jié)的作用，運行狀況直接關(guān)系到一次設(shè)備，乃至電力系統(tǒng)的安全運行[11]。電流互感器二次開路，如果發(fā)現(xiàn)滯后或者處理不恰當，極易造成設(shè)備被迫停用和保護誤動、拒動、計量失準、調(diào)節(jié)異常等事故的發(fā)生[12]。

目前對電流互感器的二次開路并沒有廣泛有效預(yù)防的措施[13]，多數(shù)用戶選擇開路時閉鎖差動等保護動作，由于沒有快捷有效處理工具，而被迫選擇停設(shè)備處理[14]。本文通過對電流互感器二次回路開路的判斷方法進行了闡述，并提出一種新型在線快捷處理電流互感器二次開路的工具，該工具能安全、快捷、方便的處理電流互感器二次開路的問題。如果下一步標準化制作在線快捷處理工具，在處理電流互感器二次開路的過程中我們將更加安全、方便、快捷的完成任務(wù)。