電流互感器、電壓互感器故障處理方法分析與研究

連濤　張鑫

摘要：電流互感器、電壓互感器是電氣回路中不可缺少的部分，對電力系統的穩定運行起著重要作用。二者的作用主要是實現電力系統的一次和二次的電氣隔離，把一次測對應的大電流、高電壓轉換為合適繼電保護裝置和測量儀表相適應的電流和電壓。文章對其作用和缺陷處理進行了分析與研究，對缺陷原因及其處理方法進行了總結。

關鍵詞：電力系統；電流互感器；電壓互感器；電氣回路；繼電保護裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM56 文章編號：1009-2374（2015）09-0142-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0828

1 電流互感器的分析與研究

電流互感器是電力系統中的電力測量和繼電保護系統中的重要部分，用于將一次側的大電流轉化為二次側的小電流，主要采用傳統的電磁感應定律。

1.1 電流互感器的性能及其分類

1.1.1 光學電流互感器。基于法拉第磁光效應的OTA，主要在不同的電壓等級之上成功的掛網試運行。OTA在電站中運行時，環境溫度是對其影響最大的一個外界條件。

1.1.2 低功耗電流互感器。主要由一個一次繞組、一個小的鐵芯、最小損耗的二次繞組組成。由于微晶合金的線性范圍很寬，損耗減少，測量很大的電流時也不在飽和范圍內，而且準確度極高，因此測量范圍

廣泛。

1.1.3 空心電流互感器。空心線圈中，二次繞組在非磁性骨架上。無鐵磁材料，故傳感器在一定范圍內仍有優良的線性特性，因此開始廣泛地用于繼電保護及其測量裝置中。

1.2 電流互感器的缺陷及其原因

1.2.1 電流互感器回路開路。在設備巡檢時，有明顯過熱、發熱現象，偶爾還會有火花出現，則可以斷定為電流互感器回路開路缺陷。

主要原因是：（1）由于電流互感器本身的質量、電流互感器二次回路端子排的質量導致；（2）在保護試驗、例行試驗完畢后，忘記恢復電流互感器回路連接而引起的人為原因。

1.2.2 輸出電流偏差大。在設備運行中，頻繁或持續發出斷線、差流越線等告警信號，則可以斷定為輸出電流偏差，回路異常。

主要原因：（1）電流互感器自身的輸出存在的問題；（2）電流互感器回路中有部分接地，導致分流

現象。

1.3 電流互感器回路缺陷處理的方法及預防

在電力系統設備中，出現電流互感器故障時，在處理的同時，必須注意人身安全措施的防護。首先要保證人身的安全，其次保證設備的安全。在現場操作的人員，必須做好相應的安全措施，在操作的過程中必須保證設備的接地狀態，在未修復故障設備時候，禁止投入運行。

1.3.1 處理的主要方法：（1）當電流互感器回路發生開路故障時，如果導致問題的原因是由于端子排質量的問題引起的。作業人員必須在保證自身安全的措施下封好電流互感器的源側，然后測量回路中的電流。在確定一次側有電流、二次側無電流的情況下開始工作，更換電流互感器的端子。如果端子連線上有過熱等現象，必須同時更換。對于電流互感器本身的質量問題，必須在一次設備出現問題后進行故障處理和更換；（2）當電流互感器輸出電流偏差較大故障時候，這一現象導致的原因往往是由于一相或者回路出現故障引起的。通常采用的方法是測量三項電流是否平衡來分析。首先封好電流互感器回路，測量三項電流是否平衡。如果所測量的結果不平衡，則說明電流互感器設備本身出現了故障的現象，則必須停電處理。如果所測的結果是平衡的，說明從端子箱到保護屏多串聯的回路問題，這樣可以逐級排查找出故障。

1.3.2 主要的預防措施：（1）保證設備本身的質量良好。由于現在生產廠家不斷的發展，在質量問題上有所疏忽，導致一些缺陷時有發生。使設備被迫停運、保護退出運行。在設備投運前必須做好市場調研及其設備相關的試驗和檢查，核對各種出場數據及其參數，對于不合格的設備堅決不能使用。此外設備制造廠家要不斷改進技術，提高設備的質量；（2）保證電流互感器各個端子的質量，既要要求組屏廠家生產合格的產品，也要要求現場的工作人員在測量回路電阻、絕緣電阻時，除了排查電流互感器本身的電阻值，還要排查其接觸性；（3）提高例行試驗的質量。定期進行校驗，全面檢查各個部分的功能和參數，并對每一個部分進行清掃、緊固，檢查其絕緣電阻、三相電阻是否平衡，并與歷史數據進行比較；（4）制定維護檢查的詳細制度，定期做好巡視；（5）嚴格執行標準化作業，防止人為損壞設備。

2 電壓互感器的分析與研究

電壓互感器是電力系統中的電力測量和繼電保護系統中的重要部分，用于將一次側的大電壓轉化為二次側的小電壓，主要采用傳統的電磁感應定律。

目前應用比較多的是電容式電壓互感器和電磁式電壓互感器。像光電式電壓互感器對于穩定的影響比較敏感，像這些新型的電壓互感器僅僅只能用于高壓、超高壓及特別高電壓定等級的電力系統保護中。傳統的電容式電壓互感器在工藝裝備、測試條件等都有較好的發展。針對目前電容器受溫度影響導致的精度下降的問題，對電容器各種不同極間介質結構對溫度系數的影響進行了分析和研究，得出了相應的成果。

2.1 電壓互感器的分類

2.1.1 光學電壓互感器。光學電壓互感器主要基于電光效應的純光學式的光學電壓互感器的研究。主要分為基于pockels效應和基于逆壓電效應。

主要存在的問題：需要較多精度要求高的光學部件，運輸困難，現場安裝、運行、調試困難；電源供電模塊要求較高；溫度和光電轉換的非線性問題必須更進一步的提高。

2.1.2 電容分壓電子式電壓互感器。關鍵在于電容分壓器，利用電容的分壓原理，實現電壓的變換。

主要存在的問題：暫態問題；隨著溫度的變化問題；電網不平衡導致發生不平衡諧振；一次電壓過零短路將產生較大誤差。

2.1.3 電阻分壓電子式電壓互感器。由高電壓臂電阻和低電壓臂電阻組成電阻分壓器，獲取電壓信號。

主要存在的問題：分壓器的穩定性；溫度的影響；電暈放電的損害等。

2.2 電壓互感器的缺陷及其原因

電壓互感器缺陷主要是回路斷線的問題。發生斷線后，將會有部分保護退出運行，使其調節功能由自動變為手動。

2.3 電壓互感器回路缺陷處理的方法及預防

2.3.1 電壓互感器缺陷處理方法：（1）檢查二次回路是否發生熔斷或過負荷，核對二次回路是否有人為作業，是否有因為誤動而導致回路斷開等現象；（2）檢查二次回路中的熔斷器是否良好，如果二次回路熔斷器接觸不良，可以進行更換；（3）檢查二次刀閘輔助接點是否良好，如果設備運行時，可以采取臨時措施保證接點接觸良好。

2.3.2 電壓互感器缺陷的預防：（1）防止人為的因素導致事故的發生。在保護改造的過程中，可能涉及到多處的操作，一定要注意安全措施，并對施工人員交代清楚，避免人為因素破壞設備導致事故的發生；（2）增強電壓互感器回路的檢修質量。

3 結語

對于電流互感器、電壓互感器這樣重要的設備，在系統中要重點保護。不僅僅要采取很好的預防措施，還要做好相應的例行試驗和日常維護，保證其正常的運行。同時也要做好相應的缺陷處理的準備，只要發生故障現象，就要及時準確地處理。

參考文獻

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作者簡介：連濤（1977-），供職于國網四川省電力公司南充供電公司，研究方向：高壓試驗；張鑫（1985-），供職于國網四川省電力公司南充供電公司，研究方向：高壓試驗。

（責任編輯：蔣建華）endprint