電流互感器二次開(kāi)路過(guò)電壓事故分析及探討

國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司 劉京輝 周立輝 張 敏

變電站系統(tǒng)的主設(shè)備中，電流互感器是保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備之一。電流互感器是和變電站系統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表采用串聯(lián)進(jìn)行聯(lián)通[1]。是將系統(tǒng)中的電流從大流量轉(zhuǎn)化為小流量，保證站內(nèi)各種計(jì)量設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。變電器運(yùn)行中，電流互感器二次回路如果因?yàn)楣收蠈?dǎo)致出現(xiàn)開(kāi)路，就會(huì)瞬間產(chǎn)生很高的電壓，直接危害人員的生命安全和設(shè)備正常安全使用。因此要高度重視電流互感器二次開(kāi)路過(guò)電壓事故，認(rèn)真查找事故產(chǎn)生的原因，堅(jiān)持預(yù)防為主方針，有效減少電流互感器二次開(kāi)路過(guò)電壓事故造成的危害，變電系統(tǒng)減少安全風(fēng)險(xiǎn)隱患實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

本文高度重視電流互感器二次開(kāi)路過(guò)電壓事故，認(rèn)真查找事故可能產(chǎn)生的原因，提出了有效減少電流互感器二次開(kāi)路過(guò)電壓事故的預(yù)防對(duì)策[2]。

1 電流互感器二次開(kāi)路故障

1.1 電流互感器工作原理

電流互感器是基于電磁感應(yīng)原理而工作的電氣設(shè)備。在正常接通電源后，電流互感器一側(cè)繞組的鐵芯會(huì)在電流作用下產(chǎn)生交變磁通，這些磁通大部分都會(huì)是與鐵心閉合的狀態(tài)。在電流互感器通過(guò)二次電流在二次線圈出現(xiàn)閉合感應(yīng)時(shí)，一次繞組和被測(cè)線路通過(guò)串聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)聯(lián)通，那繞組的匝數(shù)不會(huì)太多[3]。因?yàn)槎卫@組通常也會(huì)是和測(cè)量?jī)x器采用串聯(lián)聯(lián)通，這樣能保證電流線圈處于短路狀態(tài)，因?yàn)榫€圈抗組小，運(yùn)行中就不會(huì)發(fā)生聲音。

在電流互感器出現(xiàn)二次線圈故障情況下，運(yùn)行中的雜聲、噪聲會(huì)明顯增加，如果一次繞組的匝數(shù)較少時(shí)，采用的是繞組和被測(cè)線路串聯(lián)的方式；在二次繞組匝數(shù)較多，二次線圈和測(cè)量?jī)x表等設(shè)備串聯(lián)分布時(shí)，因?yàn)殡娏骶€圈抗阻很小的原因，二次線圈正常運(yùn)行時(shí)處于短路狀態(tài)，運(yùn)行時(shí)沒(méi)有雜聲異響[4]。

在電力互感器的二次線圈發(fā)生故障時(shí)，會(huì)伴有噪聲和其他現(xiàn)象發(fā)生。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是因?yàn)?，電流互感器的二次電流的大小和磁?shì)作用發(fā)揮，都會(huì)和互感器的一次電流有直接關(guān)系。特別是電流互感器出現(xiàn)二次線圈開(kāi)路故障，會(huì)讓阻抗從較小增加為無(wú)限大，在二次電流和磁勢(shì)都沒(méi)有時(shí)，就會(huì)讓一次電流產(chǎn)生的磁勢(shì)全部發(fā)揮出激磁作用[5]。在此情況下，互感器的鐵芯會(huì)因?yàn)榇棚柍霈F(xiàn)過(guò)熱，內(nèi)部線圈絕緣系統(tǒng)因?yàn)檫^(guò)熱被燒壞，冒煙甚至起火。電流互感器在磁通密度增加情況下，內(nèi)部硅鋼片結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)檎也ㄗ饔?，出現(xiàn)不規(guī)則、不均勻的振動(dòng)，讓電流互感器內(nèi)部出現(xiàn)運(yùn)行噪聲。

互感器鐵芯存在的剩磁會(huì)讓運(yùn)行出現(xiàn)誤差故障。如果磁飽和超出一定范圍達(dá)到最大額度，會(huì)直接讓硅鋼片結(jié)構(gòu)的磁通轉(zhuǎn)化為梯形波，這種短時(shí)間的磁飽和導(dǎo)致磁通加劇變化，會(huì)讓二次線圈上突然產(chǎn)生數(shù)千伏的高電壓。此時(shí)瞬間高電壓作用在二次回路和二次線圈上，對(duì)設(shè)備和操作人員帶來(lái)嚴(yán)重危害，甚至?xí)l(fā)電弧火災(zāi)。因此電流互感器絕不允許出現(xiàn)二次開(kāi)路運(yùn)行[6]。

1.2 電流互感器二次開(kāi)路故障

處于短路狀態(tài)的二次回路，因?yàn)檩敵鲭妷旱筒粫?huì)對(duì)電流互感器正常運(yùn)行帶來(lái)影響。但二次回路中的繞組出現(xiàn)開(kāi)路，產(chǎn)生諧振過(guò)電流、電容充電電流，或者在雷擊、電感啟動(dòng)等狀態(tài)下出現(xiàn)異常電流，就會(huì)讓二次回路變?yōu)殚_(kāi)路，產(chǎn)生異常高電壓。這種異常高電壓能直接擊穿二次回路絕緣系統(tǒng)，導(dǎo)致回路絕緣保護(hù)裝置無(wú)法工作，電流互感器在過(guò)激的發(fā)熱影響下會(huì)發(fā)生燒毀事故，還會(huì)對(duì)操作人員人身安全帶來(lái)傷害[7]。電流互感器二次開(kāi)路故障是比較惡性的事故。因此必須對(duì)電流互感器二次回路開(kāi)路故障深入研究，透過(guò)現(xiàn)象找準(zhǔn)故障背后的原因，才能以預(yù)防為主要手段避免故障，將事故危害降到最低。

1.3 電流互感器二次開(kāi)路故障發(fā)生的主要原因

一是交流電路回路結(jié)構(gòu)不合理，質(zhì)量不合格?；ジ衅鲀?nèi)部有的連接螺桿和螺孔沒(méi)有緊密接觸，從而產(chǎn)生接觸不良的開(kāi)路故障；二是電流回路的端子壓板未壓緊或者誤壓。端子壓板的膠木頭長(zhǎng)度不合適，端子金屬片和壓板金屬片沒(méi)有實(shí)現(xiàn)緊固連接，端子金屬片和膠木套出現(xiàn)誤壓；三是維修人員沒(méi)有將繼電器內(nèi)部接頭按照要求進(jìn)行連接，導(dǎo)致開(kāi)路故障；四是二次開(kāi)路線端的接頭連接不符合標(biāo)準(zhǔn)，存在松散、不緊密的連接狀態(tài)。在回路電路增大時(shí)接頭發(fā)熱燒斷，或者是因?yàn)榻宇^出現(xiàn)過(guò)氧化，導(dǎo)致出現(xiàn)開(kāi)路故障；五是室外的端子和接線部位受潮，端子的螺絲、螺柱、墊片等發(fā)生銹蝕導(dǎo)致出現(xiàn)開(kāi)路故障[8]。

2 電流互感器二次開(kāi)路故障的現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)及處理方法

2.1 電流互感器二次開(kāi)路故障的現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)

一是回路儀出現(xiàn)指示為零或者異常降低的情況。在測(cè)量表對(duì)二次電流回路開(kāi)路進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果出現(xiàn)二次開(kāi)路故障，就會(huì)出現(xiàn)不同測(cè)量?jī)x表指標(biāo)不一致的情況，如功率表數(shù)值降低過(guò)快，計(jì)量表轉(zhuǎn)速異常停止或者卡頓。如計(jì)量表指針數(shù)值斷斷續(xù)續(xù)，就是二次回路因?yàn)榻佑|不良而導(dǎo)致出現(xiàn)了半開(kāi)路。操作人員在此時(shí)要認(rèn)真對(duì)比分析計(jì)量表、功率表和三項(xiàng)電流表的指標(biāo)。在變壓器副邊負(fù)荷指標(biāo)和原來(lái)指標(biāo)差異較大，電流表數(shù)值相差過(guò)大時(shí)，及時(shí)判斷是否在電壓不同等級(jí)下偏低的一側(cè)出現(xiàn)了二次開(kāi)路故障[9]。

二是電流互感器運(yùn)行出現(xiàn)異常運(yùn)行噪聲或者不均勻的振動(dòng)現(xiàn)象。特別是要在電流互感器載荷較大時(shí)進(jìn)行認(rèn)真觀測(cè)，如果出現(xiàn)明顯的硅鋼片振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，就是發(fā)生了二次開(kāi)路故障。

三是在載荷運(yùn)行不大時(shí)，利用變色蠟片、紅外線測(cè)溫儀等設(shè)備對(duì)電流互感器的本體進(jìn)行測(cè)溫；如果在載荷增加時(shí)，電流互感器出現(xiàn)內(nèi)部冒油、升溫，產(chǎn)生刺鼻的異味等現(xiàn)象，要考慮是因?yàn)槌霈F(xiàn)嚴(yán)重的磁飽和導(dǎo)致鐵芯過(guò)熱，本體外殼溫度不正常升高。內(nèi)部絕緣系統(tǒng)發(fā)生冒煙并伴有燃燒異味，都是因?yàn)榻^緣材料被燒壞導(dǎo)致。

四是要重點(diǎn)關(guān)注電流互感器的二次回路端子、元件線頭等部位的工作情況，一旦出現(xiàn)內(nèi)部放電、打火等異常[10]。就要在日常巡護(hù)檢查中重點(diǎn)進(jìn)行故障排除。互感器二次開(kāi)路產(chǎn)生的幾千伏高電壓，會(huì)直接擊穿絕緣材料，導(dǎo)致二次接線端、元件接頭、元件端子出現(xiàn)放電打火故障。五是繼電保護(hù)器出現(xiàn)誤動(dòng)作或者是工作失靈的情況，產(chǎn)生原因可能是越級(jí)跳閘或者誤跳閘，導(dǎo)致二次開(kāi)路故障。

2.2 電流互感器二次開(kāi)路故障的處理

一是在發(fā)現(xiàn)電流互感器出現(xiàn)二次開(kāi)路故障時(shí)，首先要準(zhǔn)確找到電流回路的故障位置，特別是要明確開(kāi)路的相別是什么，對(duì)繼電保護(hù)器是否造成影響，并及時(shí)匯報(bào)上級(jí)調(diào)度，解除誤動(dòng)作導(dǎo)致的電流保護(hù)情況。

二是要及時(shí)關(guān)注電流互感器負(fù)荷電流大小。為避免電流互感器因二次開(kāi)路故障給其他設(shè)備帶來(lái)二次損害，要將互感器上的電負(fù)荷進(jìn)行卸載，停電處理后才能進(jìn)行檢查。在互感器能利用旁路供電時(shí)采用旁路供電，避免可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

三是在就近端子上對(duì)電流互感器進(jìn)行二次短路處理，這種處理主要是準(zhǔn)確找到互感器中出現(xiàn)開(kāi)路的故障點(diǎn)。進(jìn)行短路操作時(shí)采用專用短接線，對(duì)照互感器圖紙進(jìn)行穩(wěn)妥操作，避免采用一般導(dǎo)線短接出現(xiàn)二次危害。

四是如果短接操作中出現(xiàn)火花就說(shuō)明短接有效，互感器故障點(diǎn)處于短接回路中。如果短接沒(méi)有出現(xiàn)火花表現(xiàn)，就要進(jìn)行故障點(diǎn)的再次查找。

五是在利用短接操作明確故障發(fā)生范圍后，要對(duì)元件和端子等容易出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行認(rèn)真檢查，找到回路故障導(dǎo)致發(fā)生變化的部位。如果技術(shù)人員對(duì)故障點(diǎn)能及時(shí)處理，就現(xiàn)場(chǎng)處理。如果故障點(diǎn)處于互感器的接線端子等無(wú)法處理部位，必須將互感器停電后再處理故障。如果故障點(diǎn)難以及時(shí)處理或者無(wú)法查明時(shí)，要及時(shí)匯報(bào)上級(jí)管理部門安排專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行故障的有效排除。對(duì)二次回路進(jìn)行短接處理必須堅(jiān)持采用兩人配合操作的方法做好安全防護(hù)工作，距離帶電設(shè)備必須在規(guī)定的距離以外以保證安全，穿戴安全規(guī)定要求的絕緣工作服，使用專業(yè)絕緣工具進(jìn)行規(guī)范操作。

六是如果電流互感器出現(xiàn)絕緣材料冒煙冒火，燃燒異味或者異常出現(xiàn)火花放電等情況，必須立即切斷電流互感器的電源，及時(shí)向上級(jí)調(diào)度匯報(bào)之后再進(jìn)行應(yīng)急處理。

3 電流互感器二次開(kāi)路故障的防范對(duì)策

3.1 提高思想認(rèn)識(shí)，提升日常巡護(hù)工作質(zhì)量

電流互感器二次開(kāi)路故障可能帶來(lái)的危害比較嚴(yán)重。因此要轉(zhuǎn)變事故發(fā)生之后再處理的舊觀念，堅(jiān)持預(yù)防為主，強(qiáng)化日常巡護(hù)巡視工作的管理和質(zhì)量。對(duì)巡視巡護(hù)人員要開(kāi)展經(jīng)常性的思想認(rèn)識(shí)、專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)，樹(shù)立以科學(xué)知識(shí)保障安全生產(chǎn)的觀念，讓每名員工都有良好的崗位責(zé)任感，杜絕工作人浮于事的現(xiàn)象。無(wú)論是日常的定期巡視巡檢，還是異常發(fā)生后、事故處理完之后的巡視都要嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)、執(zhí)行規(guī)程，提高警惕進(jìn)行認(rèn)真檢查，杜絕思想松懈、事不關(guān)己的工作狀態(tài)，以高質(zhì)量巡護(hù)避免二次開(kāi)路故障帶來(lái)的危害。

3.2 強(qiáng)化專業(yè)培訓(xùn)，提高巡護(hù)檢查人員專業(yè)素質(zhì)

電流互感器二次開(kāi)路故障的發(fā)現(xiàn)和處理，必須依靠專業(yè)技術(shù)人員。要強(qiáng)化專業(yè)技術(shù)人員的日常培訓(xùn)工作，特別是要強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)練兵，增強(qiáng)操作人員對(duì)電流互感器的異常情況觀察分析和事故處理的能力。在充分掌握電流互感器的日常操作規(guī)程、理解和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)范同時(shí)，對(duì)電流互感器的故障原因深入調(diào)查研究，客觀分析、冷靜思考，找到故障點(diǎn)，并能利用專業(yè)技術(shù)手段對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)處理，把電流互感器二次開(kāi)路故障的發(fā)生率降到最低。

3.3 加強(qiáng)制度建設(shè)，促進(jìn)帶電設(shè)備管理水平不斷提高

要堅(jiān)持用制度管人管事，不斷建立和完善帶電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)管理制度。針對(duì)電流互感器二次開(kāi)路故障表現(xiàn)和原因，建立完善相關(guān)的管理制度和規(guī)程，及時(shí)修訂和完善故障處理措施和方法。以提高互感器日常巡護(hù)管理水平為目標(biāo)，推行從嚴(yán)從細(xì)的精細(xì)化管理，定期針對(duì)管理出現(xiàn)的問(wèn)題開(kāi)展專題調(diào)研和綜合分析，對(duì)已經(jīng)暴露的管理問(wèn)題及時(shí)整改落實(shí)，避免因?yàn)楣芾聿簧茖?dǎo)致的電流互感器二次開(kāi)路故障，促進(jìn)故障發(fā)生時(shí)依據(jù)管理制度及時(shí)控制事故局面。

3.4 強(qiáng)化防護(hù)意識(shí)，提升安全知識(shí)能力素質(zhì)

針對(duì)電流互感器二次回路事故，開(kāi)展危險(xiǎn)因素識(shí)別，強(qiáng)化對(duì)電流互感器等帶電設(shè)備的專業(yè)安全知識(shí)培訓(xùn)，不斷增強(qiáng)員工排除電流互感器故障的安全意識(shí)。按照科學(xué)規(guī)律進(jìn)行作業(yè)，避免員工盲目操作造成的次生事故。引導(dǎo)員工面對(duì)電流互感器二次回路故障時(shí)保持清醒冷靜的處理狀態(tài)，對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)靈活果斷處理。

4 結(jié)語(yǔ)

電流互感器二次回路故障是較為嚴(yán)重的安全事故，本文建議提高思想認(rèn)識(shí)，提升日常巡護(hù)工作質(zhì)量；強(qiáng)化專業(yè)培訓(xùn)，提高巡護(hù)檢查人員專業(yè)素質(zhì)；加強(qiáng)制度建設(shè)，促進(jìn)帶電設(shè)備管理水平不斷提高；強(qiáng)化防護(hù)意識(shí)，提升安全知識(shí)能力素質(zhì)等措施，不斷增強(qiáng)員工有效預(yù)防、及時(shí)發(fā)現(xiàn)、正確處理的能力，保障電流互感器的安全可靠運(yùn)行。