一起電流互感器二次回路開路事故的分析與啟示

王先敏

(韶關市大江南輸變電工程有限公司，廣東 韶關 512026)

一起電流互感器二次回路開路事故的分析與啟示

王先敏

(韶關市大江南輸變電工程有限公司，廣東 韶關 512026)

通過對一起極為隱蔽的電流互感器二次回路開路事故的原因進行分析，提出在變電站安裝調試中如何進一步防范電流互感器二次回路開路事故。

電流互感器；開路；原因；措施

0 引言

眾所周知，在電力行業(yè)中電流互感器二次回路開路是一大忌。因為運行中的電流互感器二次連接的回路阻抗非常小，基本上處于短路狀態(tài)，電流互感器的鐵芯磁密很低，如果二次側回路開路則二次電流為0，去磁作用消失，一次電流將全部用來勵磁，使鐵芯嚴重飽和，將造成二次側感應出過電壓，其峰值可達幾千伏，直接威脅人身安全、儀表/保護裝置運行，造成二次絕緣擊穿，并使電流互感器磁路過飽和，鐵芯發(fā)熱，燒壞電流互感器。因此，安裝調試人員對電流二次回路檢查也極為重視。然而，在電網運行中仍時有電流互感器二次回路開路的事故發(fā)生。

本文通過對一起極為隱蔽的電流互感器二次回路開路事故的原因進行分析，提出在變電站安裝調試中如何進一步防范電流互感器二次回路開路事故。

1 事故經過

某變電站監(jiān)控人員巡查時發(fā)現(xiàn)一110 kV線路CT三相不平衡，立即到高壓GIS室檢查，發(fā)現(xiàn)線路匯控柜內出現(xiàn)火花，并伴隨有焦味氣體產生。在線路停電后打開匯控柜，發(fā)現(xiàn)CT本體到匯控柜電流回路電纜芯燒焦(其中17號備用芯與8號備用芯最嚴重)，CT本體端子箱內有放電痕跡(8號備用芯壓接在接線盒蓋處最嚴重)，如圖1所示。

圖1 CT二次回路事故現(xiàn)場

2 原因分析

仔細檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障的是該線路B相CT備用回路(V452、V451)的電纜線芯。查看該回路設計圖紙得知，該備用CT回路采用CT全抽頭接線，并在匯控柜端子排內將V452(5S3)、V451(5S1)短接，形成完整的二次電流回路。

而現(xiàn)場CT本體的接線為：V452(5S3)接14號芯、V451(5S2)接4號芯、V451(5S1)接17號芯，9號芯為備用芯，8號芯在安裝的時候壓在了外殼上且膠皮已破損。GIS匯控柜的接線：V452接14號芯、V451接4號芯、V451接9號芯，17號芯為備用芯且與其他備用線芯扎在一起。B相CT備用451組現(xiàn)場接線回路如圖2所示。

圖2 B相CT備用451組現(xiàn)場接線回路示意圖

經現(xiàn)場分析得出，B相CT備用451組回路開路為本次造成電流二次回路電纜燒焦事故的直接原因。

但本次CT二次回路開路明顯，為何電纜9號芯無明顯放電痕跡？為何在設備驗收及變電站啟動時均無出現(xiàn)開路現(xiàn)象？帶著疑問核查該站驗收調試報告與啟動測試報告記錄并詢問相關人員，發(fā)現(xiàn)試驗測試方法均符合規(guī)程，各項數(shù)據(jù)均符合要求。因此，可斷定設備投運時該CT二次回路正常，未出現(xiàn)開路現(xiàn)象。

再次仔細檢查現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)故障匯控柜內扎成一束的備用電纜芯頭無絕緣套保護，其中17號備用芯長度預留最長，可以觸及匯控箱頂外殼。根據(jù)現(xiàn)場箱頂外殼有放電痕跡可以分析得出，當時B相CT接線柱5S1經過17號備用芯裸露銅芯接觸箱頂外殼造成直接接地，而5S3經14號芯接至47號端子排再經跳線至52號端子排直接接地，從而形成5S1、5S3短接的二次電流回路。現(xiàn)場接線等效二次圖如圖3所示。

圖3 B相CT備用451組等效二次回路圖

因啟動測試時二次電流較小(報告顯示一次升流時二次電流為0.1 A，測試負荷方向時二次電流為0.05 A)，一方面沒有造成較大開路電壓，另一方面也有可能儀器量程小，存在測試誤差，所以當時未能檢測出該回路開路。該站在投運初期也基本為空載狀態(tài)，所以故障一直沒有被發(fā)現(xiàn)。當變電設備運行一段時間后，因負荷上升，造成二次電流較大，17號備用芯與匯控柜外殼間因接觸不良產生較大開路電壓，造成電纜芯對外殼及最近的8號備用芯(另一側外殼接地)進行放電，導致事故現(xiàn)場匯控柜17號、8號芯燒焦最嚴重，CT本體8號芯也有對外殼放電痕跡。

3 暴露問題

本次CT二次回路故障有很多原因，從表面上看，調試人員、驗收人員均按規(guī)程將所有試驗都完成，而缺陷卻在設備運行后還隱藏了較長一段時間。由此可見，工程施工調試期間存在以下問題：(1) 二次配線質量不過關，接錯電纜芯，備用芯處理不合理。(2) 該110 kV線路的CT變比為800∶1，而當時升流試驗所加一次電流僅為80 A，二次電流過小，一方面會使電流鉗表所測得的數(shù)值誤差偏大；另一方面，回路的開路電壓很小，很難暴露出來，當電流加大時，開路電壓升高就有可能導致一次電流升不上去或開路處閃火花現(xiàn)象發(fā)生。(3) 對于備用CT回路，過于依賴升流測試結果，沒有通過多種檢測手段來確保電流回路的正確性，如在匯控柜用萬用表歐姆檔測量電流回路等。

4 防范措施

為避免因運行電流互感器二次回路開路對人身及設備造成損害，施工、調試人員應在以下方面加以防范：(1) 施工人員施工前認真分析圖紙，識別二次接線原理圖、接線圖、廠家配線圖是否正確。(2) 二次回路每根電纜的電氣編號，每根電纜接線的回路編號都是唯一的，接線時需保證電纜兩頭電氣編號、回路編號均一致，保證每根電纜接線都符合圖紙要求，并在備用電纜芯加絕緣套保護。(3) 加強調試人員技術培訓工作，認真仔細按檢驗規(guī)程做好每一項試驗和檢查，不放過調試過程中任何一個疑問。(4) 對于CT重要回路，應在調試過程中應用多種檢測手段來確保電流回路的正確性，確保投運后不開路運行，設備啟動時必須測試備用組CT負荷六角圖。(5) 一次升流試驗時，確保二次電流至少有0.1 A，以保證測量的精確性以及能檢測出回路是否存在問題。

2014-06-11

王先敏(1981—)，男，江西崇義人，電氣工程師，研究方向：輸變電工程安裝調試。