寬厚板線35 kV高壓電流互感器二次線發熱故障分析

石碩　王凱

摘 要：對我廠35 kV電磁站高壓電流互感器所發生的故障進行分析，簡述故障發生的原因和后果，以及檢查的方法，

關鍵詞：高壓電流互感器；發熱；故障；分析

1 前言

在電力系統中電流互感器起著不可或缺的作用。如果高壓電流互感器二次側斷線，二次側感應電壓可達幾千伏，存在人身觸電、設備損壞等嚴重危險，嚴重影響電力系統的正常運行。現就電流互感器故障原因、判斷及分析做一探討。

2 電流互感器的原理

電流互感器利用變壓器原、副邊電流成比例的特點制成。其工作原理、等值電路也與一般變壓器相同，只是其原邊繞組串聯在被測電路中，且匝數很少；副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負載。原邊電流（即被測電流）和副邊電流取決于被測線路的負載，而與電流互感器的副邊負載無關。由于副邊低阻抗負載，所以原、副邊電壓 U 1 和Uc 2 都很小，勵磁電流 I 0 也很小。電流互感器二次電流的大小由一次電流決定，二次電流產生的磁勢，是平衡一次電流的磁勢的。若二次開路，其阻抗無限大，二次電流等于零，其磁勢也等于零，就不能去平衡一次電流產生的磁勢，那么一次電流將全部作用于激磁，使鐵芯嚴重飽和。磁飽和使鐵損增大，電流互感器發熱，電流互感器線圈的絕緣也會因過熱而被燒壞。還會在鐵芯上產生剩磁，增大互感器誤差。最嚴重的是由于磁飽和，

交變磁通的正弦波變為梯形波，在磁通迅速變化的瞬間，二次線圈上將感應出很高的電壓，其峰值可達幾千伏，如此高的電壓作用在二次線圈和二次回路上，對人身和設備都存在著嚴重的威脅。所以電流互感器在任何時候都是不允許二次側開路運行。電流互感器的接線方式按其所接負載的運行要求確定。最常用的接線方式為單相，三相星形和不完全星形，如圖 1、圖 2、圖 3。

3 電流互感器在我廠發生故障的案例及原因分析。

2019年5月28日，在觀察后臺綜保數據時發現04365進線A相電流數據為零，懷疑進線柜電流互感器存在問題，于是去高壓柜出檢查綜保單元及檢測單元，發現綜保單元三相電流顯示正常，檢測單元A相電流顯示為零，用電流卡表對A相電流進行檢測顯示也為零。

檢查二次側線路時，發現接線端子處有發熱灼燒跡象，N相連接處灼燒嚴重，如圖4，用熱成像儀進行檢測發現沒有發熱跡象，檢查歷史曲線發現5月22號時A相電流時斷時續，24號以后A相電流顯示為零。

對04365進行停電操作后，對進線柜電流互感器進行檢測，未發現異常，于是對其他高壓柜進行排查發現04366、TCR高壓柜均存在發熱灼燒的現象，如圖5。

通過對發現端子進行分析發現，大部分發熱端子都出現在N相，N相的特點是幾個端子連片連在一起，通過分析，一旦端子虛接形成開路，在線與線之間形成渦流，發熱量變大乃至發熱起火，存在重大安全隱患。

通過此次隱患處理，做針對性預防方案，對接線端子尤其是N相端子進行周期性檢查（每月開控制柜門檢測一次，用測溫槍測量有無發熱跡象）一旦發現有發熱灼燒跡象及時進行端子更換處理，避免隱患擴大。此隱患可能會導致重大高壓事故。

4 通過上述案例為了防止我站電流互感器故障發生我們查閱資料制定了一些檢查方法

4.1 回路儀表指示異常降低或為零。如用于測量表計的電流回路開路，會使三相電流表指示不一致，功率表指示減小，計量表計不轉或轉速變慢。如果表計指示時有時無，有可能處于半開路狀態（接觸不良）。

4.2 認真聽電流互感器本體有無噪聲、振動等不均勻的聲音，這種現象在負荷小時不太明顯。當發生開路時，因磁通密度的增加和磁通的非正弦性，硅鋼片振動力加大，將產生較大的噪聲。

4.3 利用紅外線測溫儀監測電流互感器本體有無嚴重發熱，此現象在負荷小時不太明顯。開路時，由于磁飽和的嚴重，鐵芯過熱，外殼溫度升高，內部絕緣受熱有異味，嚴重時冒煙燒壞。

4.4 檢查電流互感器二次回路端子、元件線頭等有無放電、打火現象。此現象可在二次回路維護和巡檢中發現，開路時，由于電流互感器二次產生高電壓，可能使互感器二次接線柱、二次回路元件接頭、接線端子等處放電打火，嚴重時使絕緣擊穿。

5 小結

通過對上述事故案例的處理，我們知道電流互感器在變電站大量使用，為了提高變配電設備的安全運行水平，減少因電流互感器故障而引起停電事故，運行人員要嚴格執行《安規》的要求，提高變配電安全意識，提高反事故預防能力，把事故消滅在萌芽階段，要做好電力安全檢查和日常運行設備的巡查，將故障率降到最低。

以上為我廠的情況及解決方法，供大家參考，亦希望同行能對我們提出進一步改進的意見。

參考文獻

[1]唐紹予.干式高壓電流互感器的特征及關鍵生產工藝 [J].高壓電器，2006，42（3）：223-224

[2]國家質量技術監督局.GB311.1-1997 高壓輸變電設備的絕緣配合[ S ].1997.

[3]陶然.繼電保護 自動裝置及二次回路[ M ].水利電力出版社，1981.