孫金瑞

（太原煤氣化集團(tuán)供電分公司，山西 太原 030024）

電流互感器的用途是實(shí)現(xiàn)被測電流值的變換，與普通變壓器不同的是其輸出容量很小，一般不超過數(shù)十伏安。一組電流互感器通常有多個(gè)鐵心，即具有多個(gè)繞組，提供不同的用途。電流互感器的一次繞組通常串接于被測量的一次電路中，二次繞組通過導(dǎo)線或電纜串接儀表及繼電保護(hù)等二次設(shè)備。電流互感器二次電流在正常運(yùn)行及規(guī)定的故障條件下，應(yīng)與一次電流成正比，其比值和相位不超過規(guī)定值。電流互感器的額定一次電流和額定二次電流是作為互感器性能基準(zhǔn)的一次電流和二次電流。

電流互感器產(chǎn)品質(zhì)量，直接影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。只有好的產(chǎn)品、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，才能給電力系統(tǒng)提供安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障。都說產(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行的根本保障，但是如果從產(chǎn)品本身就有缺陷，再加上產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的工藝不到位、檢測不到位，往往就會造成一些不必要的事故發(fā)生。

2018年12月，在一個(gè)110kV變電站10kV系統(tǒng)的母聯(lián)開關(guān)柜內(nèi)，運(yùn)行中的電流互感器發(fā)生的過熱燒毀現(xiàn)象?，F(xiàn)場焦糊味濃重，幸虧變電運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)及時(shí)、處理得當(dāng)，才沒有造成停電和電氣設(shè)備大面積燒毀事故。這起事故雖然沒有造成電氣設(shè)備停電，但是故障箱的電流互感器嚴(yán)重?zé)龤?，無法使用。未實(shí)現(xiàn)快速供電，在沒有配件的情況下，經(jīng)過協(xié)商，臨時(shí)用一截短路母排進(jìn)行代替。這樣一來就給電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行帶來了一定的安全隱患。

燒毀的電流互感器型號為：LZZBJ12-12，額定電流比3000/5A，額定電壓10kV，額定絕緣水平12/42/75kV。

圖1~圖4是故障電流互感器的拆解照片。

圖1 電流互感器解體照片

圖4 導(dǎo)電桿與導(dǎo)電排

1 電流互感器的結(jié)構(gòu)與功能介紹

通過對電流互感器的拆解可以很直觀的發(fā)現(xiàn)，電流互感器是由四部分組成的：固定底板、一次部分、二次部分、絕緣部分。

（1）固定底板：顧名思義，就是用來固定整個(gè)電流互感器并且安裝到配電柜內(nèi)部的預(yù)設(shè)位置。

圖2故障點(diǎn)燒灼痕跡

圖3 螺紋接觸部位放電燒痕

（2）一次部分：這部分又分為母排連接片、導(dǎo)電排、導(dǎo)電桿。高壓電路互感器的一次部分只有1匝。一次部分的截面積與通過其的額定電流成正比。

①母排連接片：連接片上有內(nèi)螺紋內(nèi)孔，用螺絲和母排緊密連接，確保連接可靠、導(dǎo)電良好、以免發(fā)熱。每個(gè)電流互感器有兩個(gè)連接片，分別是一次母排的進(jìn)線和出線端。

②導(dǎo)電排：一端與母排連接片焊接一頭與導(dǎo)電桿通過螺紋進(jìn)行連接，用于導(dǎo)引電流。一個(gè)電流互感器有兩個(gè)導(dǎo)電排。

③導(dǎo)電桿：導(dǎo)電桿兩端分別于兩個(gè)導(dǎo)電排固定，并且穿過二次線圈。用于傳導(dǎo)一次電流。

（3）二次部分：分為二次線圈和二次接線端子。

①二次線圈：根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要，將二次線圈繞制在鐵芯上面。二次線圈的匝數(shù)是根據(jù)一次額定電流的大小來確定的。

根據(jù)電流互感器的額定電流3000A可以計(jì)算得出n2為600匝。

②二次接線端子：用于二次線圈的首尾引出來，便于保護(hù)和測量回路的連接。

（4）絕緣部分：用于一次部分、二次部分、底板之間的固定和保證其絕緣良好、可靠。

2 故障原因分析

通過對電流互感器的拆解發(fā)現(xiàn)有三個(gè)問題，這三個(gè)問題是導(dǎo)致電流互感器燒毀的根本原因。

（1）導(dǎo)電桿與導(dǎo)電排連接處雖然有螺紋連接，但是端部的焊接不牢靠，造成螺紋連接不夠緊密，導(dǎo)電接觸面積達(dá)不到額定電流的要求。當(dāng)通過大電流時(shí)就會發(fā)熱，隨著發(fā)熱持續(xù)內(nèi)部絕緣降低，從而引起螺紋間的電弧，電弧又加重了發(fā)熱和絕緣的劣化。最終造成絕緣破裂，電流互感器燒毀。

（2）導(dǎo)電桿的材質(zhì)與導(dǎo)電排的材質(zhì)不同，也是導(dǎo)致發(fā)熱的一個(gè)主要原因。在電氣設(shè)備的母線材料選擇上通常采用T2型號的銅材。這種銅材具有導(dǎo)電好、電阻低、發(fā)熱量小的特點(diǎn)。

現(xiàn)場通過檢查發(fā)現(xiàn)，一次部分的母排連接片和導(dǎo)電排是優(yōu)質(zhì)的銅，而中間的導(dǎo)電桿使用的是H65黃銅材質(zhì)。

紫銅導(dǎo)熱系數(shù)為386.4w/（m·k），電阻率（20℃時(shí)）0.018Ω/m。

黃銅導(dǎo)熱系數(shù)為108.9w/（m·k），電阻率（20℃時(shí)）0.071Ω/m。

由于紫銅和黃銅的電導(dǎo)率不同，從而導(dǎo)致兩種不同的材料連接在一起，連接處會發(fā)熱，電導(dǎo)率又會隨著溫度的升高而變大，更加劇了連接部位的發(fā)熱。持續(xù)性的發(fā)熱造成絕緣材料受熱膨脹，最終造成電流互感器燒毀。

（3）絕緣部分，干式電流互感器是由環(huán)氧樹脂或其他樹脂膠注成的。這其中就有著質(zhì)量的差別。優(yōu)質(zhì)的環(huán)氧樹脂力學(xué)性能高、附著力強(qiáng)、固化收縮率小一般為1%～2%、優(yōu)良的電絕緣性。環(huán)氧樹脂是熱固性樹脂中介電性能最好的品種之一。穩(wěn)定性好，環(huán)氧樹脂的耐熱性一般為80～100℃。而劣質(zhì)的樹脂就會相差很多，塑性小、耐熱性低、易受溫度影響而變形。通過對電流互感器拆解分析可以明顯看出一次回路的連接部位是發(fā)熱最為嚴(yán)重的部位，所以可以得出結(jié)論，產(chǎn)品質(zhì)量是造成電流互感器燒毀的最根本原因。

這個(gè)電流互感器是一個(gè)小廠家生產(chǎn)制造的。廠家為了占領(lǐng)市場，就會低價(jià)銷售產(chǎn)品。低價(jià)的產(chǎn)品導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)上，偷工減料、以次充好。當(dāng)產(chǎn)品使用到生產(chǎn)現(xiàn)場后，電氣負(fù)荷低時(shí)，發(fā)熱量也小，不會出問題；然而隨著負(fù)荷增大后，電流隨之變大，劣質(zhì)產(chǎn)品的問題隨即暴露出來，最終導(dǎo)致電流互感器燒毀。

隨著該變電站用電負(fù)荷的不斷增加，10kV進(jìn)線斷路器柜內(nèi)的電流互感器也出現(xiàn)了嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象。柜體外殼的最高溫度達(dá)到了67℃，可想電流互感器的內(nèi)部溫度會更高。

3 應(yīng)對方法

干式電流互感器采用的是一次性澆筑成型的方式制作的，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是無法看到的，也就不能判斷產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)劣。只有通過技術(shù)檢測和必要的出廠試驗(yàn)方能判斷其質(zhì)量是否合格。

（1）設(shè)備選型一定要合理，一定要考慮電流互感器的容量、精度、正常過負(fù)荷以及抗沖擊電流的能力，必須滿足正常運(yùn)行要求和故障情況下的特殊要求。

（2）采購時(shí)一定要選擇業(yè)內(nèi)大廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品或者是電力系統(tǒng)的入圍電氣設(shè)備制造廠家的產(chǎn)品。這樣一來廠家產(chǎn)品有保障，設(shè)備才能穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）提高檢測手段，對電流互感器一次母線進(jìn)行必要的回路電阻試驗(yàn)，回路電阻小于100uΩ，當(dāng)大于這一數(shù)值時(shí)，必須檢查清楚，并消除缺陷后方能投入運(yùn)行。

為保證電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對國內(nèi)優(yōu)質(zhì)的互感器生產(chǎn)廠家進(jìn)行咨詢和采購。知名廠家的同型號的電流互感器一支的價(jià)格為5100元，而原廠家的電流互感器一組才4500元。

將10kV的進(jìn)線和母聯(lián)高壓柜的電流互感器更換成大廠家的產(chǎn)品后，發(fā)熱現(xiàn)象再沒有出現(xiàn)過，保證電氣設(shè)備安全運(yùn)行穩(wěn)定。通過上述的實(shí)例充分說明了優(yōu)質(zhì)可靠的產(chǎn)品是保證電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提和最根本的保障。