電流互感器二次回路漸變性故障診斷方法

陳勇

【摘 要】電流互感器可以將電力系統中的大電流轉換成小電流，為測量提供安全的電流，保護相關設備和人身安全。電流互感器二次回路一旦出現故障，則可能帶來較大的安全隱患。因此本文針對電流互感器二次回路漸變性故障的診斷方法進行了簡要的探討。

【關鍵詞】電流互感器;二次回路;漸變性故障;

前言

電力系統中一次回路中的電流非常的大，電壓也很高，不能直接進行測量。因此就發明了一種新的可對系統中的電流進行二次回路的轉變，使其變成較小的電流，降低電壓，便于工作人員進行測量的設備。但是，這種設備由于自身的匝數較大，所以嚴禁其二次回路出現故障，以免對設備和人身安全造成傷害。

一、電流互感器二次回路

電流互感器將電力系統中一次回路中的大電流通過自身的二次回路轉變成小電流。因此，電流互感器必須要處于一個連通的狀態，一旦當電流互感器的二次回路出現開路，則會導致電流互感器無法正常工作。

（一）電力互感器的工作原理

電流互感器是由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵芯、接線端子及其他輔助結構組成的一種結構簡單，作用極大的設備。電流互感器與變壓器的工作原理基本保持一致。因為一次繞組的匝數較少，所以直接與電力系統的電源線路進行串聯，一次負荷電流在通過一次繞組時，經過交變磁通感應的作用產生等比例減小的二次電流。由于二次繞組的匝數比較多，且與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷串聯，形成一個閉合回路，但由于在運行過程中負荷阻抗很小，處于一個接近于短路的狀態，等同于一個短路運行的變壓器。

（二）造成電流互感器二次回路開路的因素

通過研究來看，造成電流互感器二次回路開路的因素有很多，分為外在因素和自身因素兩方面。外在因素主要是人為引起的，如果在電流互感器經過檢修或者是調試后，工作人員未正確的將二次回路的連接端子連接，導致二次回路不能正確的接通，就有可能造成二次回路斷開，引起二次回路的故障。自身因素導致的電流互感器的二次回路的故障因素占主要方面。如果電流互感器二次回路的連接端子的接頭的生產質量或者是結構出現問題都可能引起電流互感器二次回路開路的故障。一旦回路中的端子壓板的膠木接頭的長度不合格，膠木接頭出現過長或者是過短的問題，則會導致電流互感器的滑片不能和金屬導電片相貼合，膠木接頭過長則會與絕緣的膠木套貼合在一起，導致回路無法接通，造成二次回路斷開的現象。當二次回路中的端子接頭出現接觸不良的問題時，由于二次回路中通過的電流較大時，則可能出現將其接頭燒斷或者是接頭被氧化，從而造成回路無法聯通，出現開路現象。如遇在生產過程中，生產出來的端子質量較差，在工作過程中則容易發生連接處接觸不良的問題，造成二次回路無法正常的接通，出現開路的故障，引起電流互感器無法正常工作。

（二）電流互感器二次回路開路的危害

電流互感器是一種將電力系統中的大電流轉換成小電流的一種設備，以便于工作人員能對電力系統是否正常工作進行監測，同時便于工作人員在對電力系統進行檢測時提供安全的檢測電流，保障工作人員的人身安全，一旦電流互感器的二次回路出現開路問題，則會留下較大的安全隱患。一旦電流互感器的二次回路中出現開路的現象，則會使發生開路的兩端之間產生很高的電壓，這樣會對相關的設備機構造成很大的損傷，同樣也會威脅到工作人員的人身安全。回路中發生開路的故障會使電流互感器的貼心損耗增大，使得電流互感器的損耗增大，發熱量增加，長時間處于這種狀態，可能會使得設備的絕緣性能受到影響，相關設備也受到損傷，使得設備的性能下降。電流互感器在這種情況下，一旦電流互感器的二次回路發生開路故障，會導致設備中出現剩磁的情況。在這種情況下對電力系統進行測試，則會造成較大的數據偏差。使得電流互感器的性能受到影響，難以正常工作，相關人員也難以檢測到電力系統是否處于正常工作，為工作人員的工作增大了難度。在發生二次回路開路問題時，電流互感器的傳變能力也會遭到相應的損害，導致設備無法正常運行，長時間處于這種狀態下工作，也會給電力系統的正常工作帶來一定的危害。

電流互感器在經過長時間的運行后，會出現零件磨損的情況，相關工作人員要及時的對電流互感器進行維護和定期更換，防止電流互感器發生二次回路的開路問題。

二、電流互感器二次回路漸變性故障的診斷

（一）電流互感器二次回路漸變性故障

電流互感器的測量偏差主要是由漂移偏差和變比偏差兩種故障引起的。因為電流互感器常是用于戶外工作，會受到溫度的影響;或者長時間工作導致的老化因素的影響，造成測量值隨著時間的變化進行漂移被稱為漂移偏差，而測量值的頻率和相位與正常波形一致，幅值成比例變化的偏差為變比偏差。

（二）診斷方法

之前在進行電流互感器二次回路漸變性故障的檢測時，一般是萬用表測量電流互感器二次回路兩端的電阻，也就是將萬用表的測試端和最靠近電流互感器繞組的端子排進行連接。但實際上，用這種方法測量出來的電阻一般是電流互感器的二次回路的負載和繞組電阻的并聯的數據。用這種方法進行檢測時，如果遇到二次回路負載與較大的電感相互串聯時不容易被發現。一些較小的二次繞組的二次匝數比較小，但是它的截面積通常會比較大，所以它的側電阻通常就會比較小，即使是在二次回路開路的狀態下也會測的較小的電流，因此會導致二次回路開路的故障無法被發現，留下隱患。因此在此模式上開發出了一種新的檢測模式，將電流互感器的二次回路電纜引入到電流互感器的檢測終端裝置中，使得檢測終端能實時檢測到電流互感器二次回路中通過的電流值，時時可以檢測電流互感器是否出現異常和開路現象。

（三）診斷原理

因為電流互感器二次回路繞組測電阻過小時會干擾到二次負載側電阻的檢驗效果。所以為了避免這種情況發生，保證檢驗效果的準確性和確保檢驗出來的數據與電流互感器二次回路在正常運行時的電流情況可以保持一致。為此，開發出來了一種新的測試裝置，這種裝置可以利用工頻阻抗的方式進行測試。將測量設備與電流互感器二次回路的開關端子箱或者是與電流互感器的二次接線盒相連接，這種方式不需要將電流互感器的二次回路進行任何的改變，為檢測數據保證了一定的真實性。在進行測試時，阻抗測試裝置測得的電阻實際上為兩側工頻阻抗并聯的數據。因此，在二次回路未開路的情況下，電流互感器繞組側的電抗是大于電阻的，電流互感器負載側的電抗也是大于電阻的。一旦二次回路發生開路現象，電流互感器繞組側的電抗是小于電阻的，電流互感器負載側的電抗也是小于電阻的。這樣的檢測數據中阻抗不大于電流互感器的額定二次負載，電流互感器二次回路是處于正常工作狀態的，一旦阻抗值大大超過電流互感器的額定二次負載值，呈現出極大的電感值，則可以證明電流互感器二次回路發生了開路現象。檢測設備在進行工作時需要接入電流互感器二次回路中，這就相當于是給它加入了一個電流，因此在測量時需要將二次設備的保護裝置停用。

結語

電力系統的正常工作，離不開平時的維護。及時對電流互感器進行維護，則依賴于電流互感器將它工作時的數據反饋給測試人員，以便于工作人員能及時的發現問題，并對電力系統進行維護。電流互感器的完好性至關重要，為此需要對當前的測試設備不斷的進行改善，設計出更高效的檢測電流互感器二次回路故障的診斷方法。

參考文獻：

[1]酒小朋.電磁式電流互感器二次開路暫態分析及對策[J].機械工程與自動化，2014，（4）：222-223.

[2]趙新明.電流互感器的飽和特性分析及其影響因素的研究[D].天津：天津大學，2015.

（作者單位：國網江蘇省電力有限公司檢修分公司泰州運維站）