配網自動化FTU電流采集纜防開路機構檢測儀的研制

余卓彬

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

電流互感器即CT一次繞組匝數少，使用時一次繞組串聯在被測線路里，二次繞組匝數多，與測量儀表和繼電器等電流線圈串聯使用，測量儀表和繼電器等電流線圈阻抗很小，所以正常運行時CT是接近短路狀態的。CT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。磁飽和將使鐵損增大，CT發熱，CT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，CT在任何時候都是不允許二次側開路運行的。因此，柱上饋線自動化終端（FTU）調試中都采用統一規格并設置了防CT開路機構的電流采集纜（CT纜），規避拔除電流采集纜可能導致的CT開路風險。

1 項目背景

實施城市配網自動化是提高電力系統可靠性的重要技術手段[1]。目前在廣東大灣區開展智能電網改造，需可靠應用配網自動化技術，而在配網自動化建設及使用過程中，防止CT開路風險對保障電網及人身安全至關重要。現階段，由于沒有專門儀器對CT防開路機構進行檢測，存在如下兩個問題：其一，未經檢測的CT纜可能由于產品質量不過關、長途運輸等原因，內部的防開路機構已經損壞，由于調試時未有針對防開路的檢測，防開路機構損壞的CT纜可能新投運入網；其二，已經投運的CT纜可能運行時間過長，內部防開路機構由于長期受壓、銹蝕等原因已經損壞，在需帶電拔除CT纜進行FTU檢修時存在很大的安全風險。如果CT纜防開路機構可靠性不能確保，在拔除帶電CT纜進行FTU檢修時，CT不能確保各相短路，會存在較大的安全風險，導致嚴重的安全事故。

2 配網自動化FTU電流采集纜防開路機構檢測儀設計

基于上述問題，通過分析CT纜防開路機構內部結構，本文提出研究一種配網自動化FTU電流采集纜防開路機構檢測儀，以確保在FTU調試及使用的過程中能夠保證CT纜無法處于開路狀態，提高設備的安全性，從而提高配網自動化設備的入網質量。該檢測儀采用專用檢測探針設計，用顯示屏一體化顯示檢測結果。

2.1 檢測儀結構

本檢測儀主要分為6個部分：檢測儀本體、文本顯示器、專用插座、接通指示燈、操作手柄、電源及測試按鈕。其結構如圖1所示。

圖1 防開路機構檢測儀結構

將檢測儀集成到最小空間，方便攜帶，三視圖如圖2所示。

圖2 防開路機構檢測儀三視圖

2.2 檢測儀檢測電路

FTU電纜包括一對航空插頭，通過電纜連接，其特征在于航空插頭內設有防開路組件；防開路組件包括絕緣頂柱和卡簧裝置，絕緣頂柱設于航空插頭上，卡簧裝置設于與航空插頭適配的航空插座內；卡簧裝置包括一對緊密貼合的簧片，簧片的外壁上設有絕緣層，一對簧片之間設有頂針，頂針與短路裝置的一端連接，短路裝置的另一端設有彈簧。檢測儀設計有型號吻合的專用探針，檢測儀接頭設置自動伸縮插銷模擬CT纜頭插入和拔除兩種狀態，對CT纜頭的各相分別進行斷路及短路檢測。對未連接開關的CT纜，插銷時纜頭各相互相斷路，拔銷時纜頭各相互相短路，即證明該CT纜防開路機構運行良好。運行狀態正常的帶電CT纜，拔除后防開路機構如正常動作，纜頭處的各相電流應為零且各相互相短路。現時FTU配置的CT纜都為統一規格，只要是合規的檢測接頭，即能做到快速有效檢測防開路機構的可靠性。

3 技術效果

（1）檢測儀接頭設置自動伸縮插銷模擬CT纜頭插入和拔除兩種狀態，對CT纜頭的各相分別進行斷路及短路檢測。

（2）檢測儀設置兩種檢測邏輯，分別針對未投運及投運帶電兩種情況對CT纜防開路機構進行檢測。

（3）接頭完全按照省公司統一的CT纜頭規格設計，能極快速對CT纜進行防開路檢測，對投運帶電情況設置檢測防開路機構失效后迅速對該CT纜進行各相短路，防止后續FTU檢修過程中CT因開路發熱燒毀。

（4）配置萬用轉換接頭，對小部分存量不同規格的CT纜也能進行檢測。

4 結語

本文通過對現時柱上饋線自動化終端（FTU）調試中采用的設置了防CT開路機構的電流采集纜（CT纜）內部結構進行分析，有針對性地研制出了一款配網自動化FTU電流采集纜防開路機構檢測儀，以實現調試及使用的全過程中對CT進行電氣檢測，能保證配網自動化FTU及配電線路可靠、安全、高效運行，提高配網自動化設備的入網質量，從而夯實了配網自動化技術的實施基礎，保證了智能配網改造的質量。筆者相信，大面積推廣使用本文所述專用檢測儀對FTU的CT纜進行防開路機構檢測后，定能有效避免柱上饋線自動化設備CT開路風險，杜絕配網自動化設備CT開路造成嚴重安全事故的可能性，保障配網自動化的運維安全。