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電流互感器二次開路的原因分析及防范措施

林道澤
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本文首先簡單介紹在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，電流互感器出現(xiàn)二次開路會造成的嚴(yán)重后果，提高電力工作人員對于二次開路故障的重視，然后對電流互感器出現(xiàn)二次開路的原因進(jìn)行深入分析，在此基礎(chǔ)上制定科學(xué)有效的防范措施來預(yù)防電流互感器二次開路現(xiàn)象的發(fā)生，避免因電流互感器二次開路造成嚴(yán)重事故，同時也為后期加強(qiáng)對電流互感器二次開路故障的預(yù)防處理提供參考。

電流互感器；二次開路；分析預(yù)防

1　引言

在整個電力系統(tǒng)運(yùn)行中，電能的產(chǎn)、送、配、用等過程的每個環(huán)節(jié)都可能對電力系統(tǒng)的安全產(chǎn)生影響。電流互感器與二次測量儀器對整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，出現(xiàn)故障的時候會向繼電保護(hù)裝置發(fā)送保護(hù)指令，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的保護(hù)。因此電流互感器的正常運(yùn)行直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全。在實際使用中，電流互感器也會發(fā)生故障，其中影響最大的就是電流互感器的二次開路，一旦出現(xiàn)這樣的情況將對電力系統(tǒng)以及工作人員產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。因此在現(xiàn)階段加強(qiáng)對電流互感器二次開路故障的研究，制定科學(xué)有效的防范措施具有至關(guān)重要的意義。

2　電流互感器二次開路后果

電流互感器的工作原理可以理解為一種利用低電流產(chǎn)生激勵電流來輸出電壓實現(xiàn)高效工作的電力設(shè)備。電流互感器的二次負(fù)荷直接影響互感器輸出的電壓大小。電流互感器的工作原理如圖1所示。

圖1　

一旦繞組線圈出現(xiàn)開路，在一次繞組中的電流I1就會迅速變大近百倍，轉(zhuǎn)變成為激勵電流；同時鐵心中的磁能也會隨之變大，超過飽和值，這種情況下就會造成感應(yīng)電壓的爆表，有時候電壓甚至能夠達(dá)到幾千伏，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)中各生產(chǎn)設(shè)備的安全運(yùn)行和運(yùn)行工作人員的人身安全。而且在高強(qiáng)度的磁密影響下，互感器的鐵心溫度會過度升高，燒壞電流互感器，影響互感器的正常使用。

二次開路達(dá)到一定的時間和強(qiáng)度就會造成互感器絕緣的失效，在一次回路中產(chǎn)生的高電壓會串聯(lián)進(jìn)入電流互感器的二次回路，然后進(jìn)入其他關(guān)聯(lián)設(shè)備中，嚴(yán)重威脅其他設(shè)備的運(yùn)行。而且在這種情況下，繼電保護(hù)裝置往往不能正常接收通過電流信號發(fā)送的保護(hù)指令，造成正常保護(hù)程序無法啟動或者出現(xiàn)錯誤操作，導(dǎo)致正常使用的設(shè)備也出現(xiàn)故障。

3　電流互感器二次開路原因

造成電流互感器出現(xiàn)開路的原因主要有以下幾點：

3.1在進(jìn)行互感器裝配過程中，交流電流回路的接線端子排的某些結(jié)構(gòu)存在設(shè)計缺陷或者回路質(zhì)量不合格，就會導(dǎo)致在設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)螺桿和底板上的螺孔不能很好的接觸，造成回路斷開，電流互感器出現(xiàn)二次開路。對于彈簧式的電流端子而言，比較常見的現(xiàn)象是由于彈簧長期使用彈性失效或者損壞，導(dǎo)致螺桿不能與底板正常接觸；而對于旋鈕式的電流端子來說，則往往是因為端子壓板上的膠木長度太長，阻礙了端子金屬片與壓板金屬片的接觸，使得回路斷開，從而造成電流互感器出現(xiàn)二次開路。

3.2在安裝過程中沒有把二次線端子的接頭安裝牢固，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)電流互感器的回路電流出現(xiàn)個別異常放大的情況的時候，就會使得本身接觸不良的接頭被燒斷，或者由于長時間的過電流作用出現(xiàn)氧化，不能正常通電，從而造成回路斷開，出現(xiàn)二次開路。

3.3檢修人員在平時對電流互感器等設(shè)備進(jìn)行檢查的時候可能會出現(xiàn)各種錯誤操作。比如說繼電器的一些接頭不能完全安裝到位，使用一段時間以后就出現(xiàn)脫落，甚至是對于個別的接線線頭沒有恢復(fù)安裝狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備啟動之后就出現(xiàn)了二次開路。

4　電流互感器二次開路防范措施

由以上分析可知，在電力系統(tǒng)中電流互感器會由于各種原因出現(xiàn)二次開路，一旦出現(xiàn)開路就會造成嚴(yán)重的后果，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此要在電流互感器二次開路發(fā)生之前做好預(yù)防措施，防患于未然。

4.1日常防范

電流互感器二次回路連接的電氣儀表在檢修時要確保把互感器的二次進(jìn)行短接，避免由于連接設(shè)備的斷開造成二次開路。同時二次回路中的電氣儀表要使用串聯(lián)的方式進(jìn)行連接，而且要控制串聯(lián)的數(shù)量和連接導(dǎo)線的質(zhì)量，儀表數(shù)量要控制在3個以內(nèi)，使用的導(dǎo)線不能過細(xì)，否則會影響測量儀器的測量效果。

4.2設(shè)計回路防范

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中難以直接發(fā)現(xiàn)電流互感器的二次開路，要想在平時工作中做好對二次開路故障的檢測，提早發(fā)現(xiàn)及處理，需要在安裝電流互感器之前對回路進(jìn)行特殊設(shè)計。比較簡單的方法是加裝檢測回路，在電流互感器的二次側(cè)與地面之間分別串聯(lián)一個電阻，同時在輸出側(cè)串聯(lián)一個發(fā)光二極管，同時用相應(yīng)的調(diào)壓器來實現(xiàn)對二極管電壓的穩(wěn)定，從而在系統(tǒng)運(yùn)行中直接觀察二極管是否發(fā)光來進(jìn)行判斷使是否出現(xiàn)二次開路，盡早采取處理措施。

4.3接地防范

電流互感器出現(xiàn)二次開路的時候就會嚴(yán)重威脅設(shè)備及人身安全，如果能夠?qū)⒍伍_路產(chǎn)生的高電壓導(dǎo)向其他地方就能避免對設(shè)備和人員的危害，因此在進(jìn)行回路設(shè)計的時候，對電流互感器的二次回路設(shè)置相應(yīng)的接地點，將電流引入大地，避免二次開路的危害。

5　結(jié)論

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，電流互感器承擔(dān)著重要的保護(hù)作用，但是電流互感器的安裝使用也存在一些問題，導(dǎo)致出現(xiàn)各種設(shè)備故障。通過制定防范措施能夠有效控制二次開路現(xiàn)象的發(fā)生，因此要加強(qiáng)對電流互感器的研究，在保證生產(chǎn)效率的同時保障系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

[1]徐惜瓊,林高翔,錢碧甫等.電流互感器二次開路保護(hù)裝置的應(yīng)用分析和改進(jìn)[J].無線互聯(lián)科技,2014,(3):128-130.

[2]田留柱.電流互感器二次開路分析及影響[J].石河子科技, 2013,(2):31-33.

林道澤（1982-），男，電氣工程師，從事變電運(yùn)行工作。