变电站电流互感器二次回路开路的原因分析与预防

变电站电流互感器二次回路开路的原因分析与预防

张天宇王重阳赵宇超张强周田华

（国网冀北北京送变电有限公司北京房山102401）

摘要：本文全面分析了运行中电流互感器二次回路开路的原因和开路后伴随的现象，以及平常如何根据现象进行开路的初步判断，遇开路后的处理方法。归纳了此类事故预防和处理的方法，为电力工作人员处理电流互感器二次开路提供依据。

关键词：电流互感器；二次回路；开路；预防

1.电流互感器二次回路开路的原因分析

1.1电流互感器二次回路开路的原理

电流互感器正常工作时，二次回路近于短路状态。这时二次电流所产生的二次绕组磁动势f2对一次绕组磁动势f1有去磁作用，因此合成磁势f0＝f1-f2不大，合成磁通φ0也不大，二次绕组内感应电动势e2的数值最多不超过几十伏。但是，电流互感器如果发生二次回路开路，二次绕组磁动势f2等于零，一次绕组磁动势f1仍保持不变，且全部用于激磁，合成磁势f0=f1，这时的f0较正常时的合成磁势(f1-f2)增大了许多倍，使得铁心中的磁通急剧地增加而达到饱和状态。由于铁心饱和致使磁通波形变为平顶波，因为感应电动势正比于磁通的变化率dφ/dt，所以这时二次绕组内将感应出很高的感应电动势e2。二次绕组开路时二次绕组的感应电动势e2是尖顶的非正弦波，其峰值可达数千伏之高，这对工作人员和二次设备以及二次电缆的绝缘都是极危险的。此外，铁心内磁通的剧增，引起铁心损耗增大，造成严重发热也会使电流互感器烧毁。

因此，许多继电保护规程及相关资料都明确写着电流互感器在运行中二次侧严禁开路,电流互感器在使用中必须与二次负荷确切联结，不接负荷时则应可靠短接，短接的导线必须有足够的截面，以免当一次过电流时产生的较大的二次电流将导线熔断，造成二次开路而出现高电压。

1.2产生电流互感器二次回路开路的原因

通过以上的原理分析，我们知道电流互感器二次开路所产生危害，总结了平时工作中电流互感器开路的原因：

（1）由于电流回路中试验端子压板的胶木头过长，旋转端子金属片未压在压板的金属片上而误压在胶木套上，致使开路。

（2）由于交流电路回路中的试验接线端子的结构和质量上存在缺陷，在运行中发生螺杆与铜板接触不良，造成开路。

（3）施工安装人员工作中的失误，如忘记将继电器内部接头接好，验收时验收人员未能发现。

（4）二次线端子接头压接不紧，回路中电流很大时发生烧断或氧化过甚从而造成开路。

（5）室外端子箱接线盒受潮，端子螺丝和垫片锈蚀过重造成开路。

（6）保护屏的电流回路短接片，在做保护调试时把连接片打开，但工作结束后或验收结束后未认真检查连接片时否忆恢复或已连接好，造成开路。

1.3电流互感器二次回路开路的现象归纳当电流互感器二次侧开路时，常常伴随有一些现象的发生：

（1）电流互感器本体产生异响声响，本体发出的噪声与平常相比较为响亮，这种情况在负荷较大更为明显。因为，当二次回路开路时，由于磁通密度的增加和通道的非正弦性，硅钢片振动加大，产生较大的噪声。

（2）电流互感器二次回路的端子、无件触头等有放电打火的现象，因为，当二次回路开路时，电流互感器二次产生高电压，可能使互感器二次接线柱，二次回路元件接头、接线端子等片放电打火，接触不良处更为明显，严重时会使绝缘击穿；

（3）电流互感器本体、二次回路中的设备伴有异味变色冒烟等，由于磁饱和的严重，铁芯过热，外壳温度升高，内部绝缘受热或二次回路中设备烧坏时会伴随着冒烟异味；

（4）仪表指示异常：回路仪表指示异常降低或为零。如用于测量表计的电流回路开路，会使三相电流表指示不一致，功率表指示减小，计量表计不转或转速变慢。如果表计指示时有时无，有可能处于半开路状态(接触不良)。运行人员遇到此现象时可将有关的表计相互对照比较认真分析。如变压器原、副边负荷指示相差较大，电流表指示相差太大(注意变化的不同，电压等级的不同)，可怀疑偏低的一侧有无开路故障。

（5）保护误动：由于电流互感器二次回路的故障，会导致继电保护发生误动作或拒动作，此情况可在误跳闸或越级跳闸事故后检查原因时发现并处理。

（6）设备明显损坏：电流二次回路中设备，由于本身质量问题损坏或者二次回路开路而导致的明显损坏，会导致故障进一步恶化，应及时发现，及时处理。

2.电流互感器二次回路开路的预防措施：

当发生电流互感二次开路时，不应慌张，应及时记录故障性质，汇报调度或主管部门，让故障得以及时处理：

（1）发现电流互感器二次开路时，应先分清故障属于哪一组电流回路，开路的相别对保护有无影响，汇报调度，解除可能误动的保护。如励磁系统调节器工作不正常，应切换到手动运行。

（2）尽量减少一次负荷电流，如电流互感器严重毁坏，应转移负荷，停电检查处理。

（3）尽量设法在就近的试验端子上，将电流互感器二次短路，再检查处理开路点。短路时应使用短路线或专用短接线，短路应妥善可靠，禁止采用熔丝或一般导线缠绕。

（4）注意短接时的现象，如短按时有火花，则说明短接有效，故障点就在短接点以下的回路中，可进一步查找；如短接时无火花，可能是短接无效，故障点可能会是在短接点以前的回路中，可以逐点向前变换短接点，缩小范围，直到找到故障点。

（5）在故障范围内，应检查容易发生故障的端子及元件，检查回路有否工作时触动过的部位。对检查出的故障，能自行处理的可立即处理。

3.及早预防电流互感器二次侧开路

通过上面的分析，我们充分认识到了电流互感器二次开路的危害性，因此有必要加强对电流互感器的维护工作，防止二次回路的开路发生。

首先，在电流互感器投入运行前，应根据负荷运行方式等因素确定互感器变比选择是否适当；验收检验时，认真检查二次回路端子是否接触良好，排列应当整齐；连接必须良好；盘、柜内的二次接线不应有接头。电流互感器二次回路是否正常、有否开路现象，对于接在线路中没有使用的电流互感器，应将其二次线圈短路并接地。为避免电流互感器二次开路的危险，二次回路中不得装熔断器。

其次，在电流互感器投入运行后，在运行的过程中发现电流互感器开路的现象，应引起高度的重视，及早发现问题，并及时处理。在不停电进行电流二次回路工作应严格遵循相关规程规定，作好安全措施，谨慎工作。工作完毕后，应仔细检查以确保电流二次回路无开路现象。在对运行中的电流互感器及其二次回路进行巡视和工作中发现接触不良、绝缘老化等隐患后，应该按规定给予处理。电流互感器不得长时间过负荷运行，只允许在1．1倍的额定电流下长时间运行，否则，将会使绝缘加速老化而引起二次回路的断线开路，接着，电流互感器二次回路不允许直接切换，当需要时，必须采取防止二次回路开路的措施，平时，应加强电流互感器的巡视检查，定期进行熄灯检查。

4.结束语

以上论述使我们了解了电流互感器的原理，及其二次开路后的危害，通过现象分析找出了开路的原因，掌握了处理电流互感器二次开路的方法，并提出了防止其二次开路的措施，为我们以后的工作打下了扎实的理论基础。因此，我们在日常的维护工作中应高度重视电流互感器二次回路的检查和维护,尽量避免这样的事故发生。