電力互感器感應(yīng)電分析及防護措施

趙黎明

摘要：隨著電力系統(tǒng)自動化、智能化和數(shù)字化的發(fā)展，傳統(tǒng)的電磁式電流互感器由于其自身傳感機理限制很難滿足電力系統(tǒng)發(fā)展要求。電力互感器取代傳統(tǒng)的電磁式互感器已成為發(fā)展的必然趨勢。本文對電力互感器感應(yīng)電及防護進行了研究。

關(guān)鍵詞：電力互感器;感應(yīng)電;防護措施

1 電流互感器的運行規(guī)定

1.1 電流互感器的負荷電流對獨立式電流互感器應(yīng)不超過其額定值的110%，對套管式電流互感器，應(yīng)不超過其額定值的120%宜不超過110/，如長時間過負荷，會使測量誤差加大和使繞組過熱和損壞。

1.2 電流互感器在運行時，它的二次回路始終是閉合的，因其二次負荷電阻的數(shù)值比較小，接近于短路狀態(tài)。電流互感器的二次繞組在運行中不允許造成開路，因為出現(xiàn)開路時，在二次繞組中會感應(yīng)出一個很大的電動勢，這個電動勢可達數(shù)千伏，因此，無論對工作人員還是對二次回路的絕緣都是很危險的，在運行中要格外小心。

1.3 油浸式電流互感器應(yīng)裝設(shè)金屬膨脹器或微正壓裝置，以監(jiān)視油位和使絕緣油免受空氣中的水分和雜質(zhì)影響。

1.4 電流互感器的二次繞組至少應(yīng)有一一個端子可靠接地，它屬于保護接地。為防止二次回路多點接地造成繼電保護動作，對電流差動保護等每套保護只允許有一點接地，接地點般設(shè)在保護屏上。

1.5 電流互感器與電壓互感器的二次回路不允許互相連接。因為，電壓互感器二次回路是高阻抗回路，電流互感器三次回路是低陽抗回路：如果接于電壓互感器二次，會造成電壓互感器短路如果電壓回路接于電流互感器的二次，會使電流互感器近似開路。

2 電流互感器結(jié)構(gòu)原理

電流互感器的結(jié)構(gòu)較為簡單，由相互絕緣的一.次繞組二次繞組、鐵心以及構(gòu)架、殼體接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同，一次繞組的匝數(shù)較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負荷電流通過一次繞組時，產(chǎn)生的交變感通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流，二次繞組的匝數(shù)較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的三次負荷串聯(lián)形成閉合回路由于一次繞組與三次繞組有相等的安培匝數(shù)。電流互感器實際運行中負荷陽抗很小，二次繞組接近于短路狀態(tài)，相當于一個短路運行的變壓器。

3 感應(yīng)電產(chǎn)生的原因分析

互感器設(shè)備的取樣或氣體檢測工作，一般安排在晴好天氣下進行。當設(shè)備處于運行狀態(tài)下進行工作時，按照《電力安全工作規(guī)程》中“在變、配電站的帶電區(qū)域內(nèi)禁止使用金屬梯子”的規(guī)定，從事這方面的工作將使用絕緣梯登高作業(yè)。

作業(yè)過程中，絕緣梯上的作業(yè)人員離帶電導(dǎo)線較近，且人體對地絕緣，人體上的感應(yīng)電荷較多。此時，當作業(yè)人員肢體與互感器設(shè)備的檢測截止閥間斷性接觸或脫離的過程中，人體上的感應(yīng)電荷將通過接觸點對接地體放電，當放電的能量達到一定數(shù)值時，就會使人產(chǎn)生刺痛感。

如圖1所示，變電站帶電導(dǎo)體是產(chǎn)生靜電感應(yīng)的主要根源，在其下面有一個對地絕緣的導(dǎo)體（被感應(yīng)物體，此時為人），帶電導(dǎo)體與被感應(yīng)物體之間具有極間電容，記作C1z2，被感應(yīng)物體與地之間具有對地電容，記作C。假設(shè)帶電導(dǎo)體的對地電壓為U。（工頻，有效值），由于電容耦合的作用，被感應(yīng)物體出現(xiàn)了感應(yīng)電壓U，根據(jù)電容分壓原理，感應(yīng)電壓U;可以表示為式（1）：

同理，對地絕緣的金屬物體在電場中因靜電感應(yīng)而積累一定量的電荷，并使其處于某--電位。此時，如果處于地電位的作業(yè)人員用手去觸摸，金屬體上的感應(yīng)電荷通過人體對地放電，同樣使人遭受電擊。地面作業(yè)人員在強電場中觸摸懸空吊起的大件金具或停電設(shè)備上的金屬部件都屬于這種情況。

4 防護措施及應(yīng)用效果

電力互感器設(shè)備的作業(yè)過程中所產(chǎn)生的感應(yīng)電，具有隱蔽性、欺騙性和危險性等特點，嚴重威脅作業(yè)人員的人身安全。本文根據(jù)工作實際提出了以下感應(yīng)電防護措施，用以指導(dǎo)生產(chǎn)作業(yè)。

1）組織作業(yè)人員學習感應(yīng)電產(chǎn)生的原理及預(yù)防措施，提高作業(yè)人員對感應(yīng)電隱蔽性和危險性的認識，自覺執(zhí)行預(yù)防感應(yīng)電觸電的措施。

2）嚴格執(zhí)行工作現(xiàn)場勘察制度，對危險點及現(xiàn)場實際的臨近平行或交叉帶電場所進行實地勘察，作業(yè)前應(yīng)制定明確的防范措施。

3）在帶電進行絕緣油樣品采集、SF。氣體測試工作時，采取等電位法對設(shè)備進行檢測，采用有透明護套的多股軟銅線編制成專用接地線，在登高作業(yè)前將接地線一端扣接在手腕上，將另一端連接（或?qū)Ｓ脢A）到互感器設(shè)備的接地體引下線上，由此始終保持人體與設(shè)備的直接接觸，使二者電位保持平衡。

4）在進行試驗接線時，先將試驗線與儀器連接好后，試驗人員戴絕緣手套，使用絕緣桿將試驗引線掛接到被試設(shè)備上，同時保持與試驗帶電體的距離。

5）工作中傳遞金屬物品（包括工器具、材料等）時，構(gòu)架或地面上作業(yè)人員應(yīng)先將金屬物品接地后再接觸，以防電擊。

結(jié)語

電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗是保證電氣設(shè)備安全運行的重要措施，其目的在于檢查電氣設(shè)備在長期運行中是否保持良好狀態(tài)，掌握電氣設(shè)備的絕緣情況，以便發(fā)現(xiàn)缺陷及時處理。對運行中的電力互感器設(shè)備定期進行維護試驗，是針對《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》和有關(guān)反事故技術(shù)措施的規(guī)定，對設(shè)備狀況進行的一項常規(guī)性技術(shù)監(jiān)督工作，如油浸式互感器取油樣，進行油中溶解氣體分析和微水分析，SF6互感器運行中的氣體含水量檢測等。對于110kV及以上的電力互感器進行維護試驗時，存在較高的感應(yīng)電壓，易造成感應(yīng)電傷人、測試設(shè)備損壞等情況，危及人身、設(shè)備安全，對作業(yè)人員采取感應(yīng)電防護措施已不容忽視。

參考文獻

[1]Q/GDW《國家電網(wǎng)電力安全工作規(guī)程（變電部分）》中國電力出版社2016.3

[2]王濤.鄭薇.潘晨.電子互感器在智能變電站中的應(yīng)用研究[J].華章，2011.

[3]李世良.李忠良.新型中高壓電子式電壓互感器的傳感原理及結(jié)構(gòu)[J].華章，2013.