一起电流互感器二次回路开路事故的分析与启示

王先敏

(韶关市大江南输变电工程有限公司，广东 韶关 512026)

一起电流互感器二次回路开路事故的分析与启示

王先敏

(韶关市大江南输变电工程有限公司，广东 韶关 512026)

通过对一起极为隐蔽的电流互感器二次回路开路事故的原因进行分析，提出在变电站安装调试中如何进一步防范电流互感器二次回路开路事故。

电流互感器；开路；原因；措施

0 引言

众所周知，在电力行业中电流互感器二次回路开路是一大忌。因为运行中的电流互感器二次连接的回路阻抗非常小，基本上处于短路状态，电流互感器的铁芯磁密很低，如果二次侧回路开路则二次电流为0，去磁作用消失，一次电流将全部用来励磁，使铁芯严重饱和，将造成二次侧感应出过电压，其峰值可达几千伏，直接威胁人身安全、仪表/保护装置运行，造成二次绝缘击穿，并使电流互感器磁路过饱和，铁芯发热，烧坏电流互感器。因此，安装调试人员对电流二次回路检查也极为重视。然而，在电网运行中仍时有电流互感器二次回路开路的事故发生。

本文通过对一起极为隐蔽的电流互感器二次回路开路事故的原因进行分析，提出在变电站安装调试中如何进一步防范电流互感器二次回路开路事故。

1 事故经过

某变电站监控人员巡查时发现一110 kV线路CT三相不平衡，立即到高压GIS室检查，发现线路汇控柜内出现火花，并伴随有焦味气体产生。在线路停电后打开汇控柜，发现CT本体到汇控柜电流回路电缆芯烧焦(其中17号备用芯与8号备用芯最严重)，CT本体端子箱内有放电痕迹(8号备用芯压接在接线盒盖处最严重)，如图1所示。

图1 CT二次回路事故现场

2 原因分析

仔细检查发现发生故障的是该线路B相CT备用回路(V452、V451)的电缆线芯。查看该回路设计图纸得知，该备用CT回路采用CT全抽头接线，并在汇控柜端子排内将V452(5S3)、V451(5S1)短接，形成完整的二次电流回路。

而现场CT本体的接线为：V452(5S3)接14号芯、V451(5S2)接4号芯、V451(5S1)接17号芯，9号芯为备用芯，8号芯在安装的时候压在了外壳上且胶皮已破损。GIS汇控柜的接线：V452接14号芯、V451接4号芯、V451接9号芯，17号芯为备用芯且与其他备用线芯扎在一起。B相CT备用451组现场接线回路如图2所示。

图2 B相CT备用451组现场接线回路示意图

经现场分析得出，B相CT备用451组回路开路为本次造成电流二次回路电缆烧焦事故的直接原因。

但本次CT二次回路开路明显，为何电缆9号芯无明显放电痕迹？为何在设备验收及变电站启动时均无出现开路现象？带着疑问核查该站验收调试报告与启动测试报告记录并询问相关人员，发现试验测试方法均符合规程，各项数据均符合要求。因此，可断定设备投运时该CT二次回路正常，未出现开路现象。

再次仔细检查现场，发现故障汇控柜内扎成一束的备用电缆芯头无绝缘套保护，其中17号备用芯长度预留最长，可以触及汇控箱顶外壳。根据现场箱顶外壳有放电痕迹可以分析得出，当时B相CT接线柱5S1经过17号备用芯裸露铜芯接触箱顶外壳造成直接接地，而5S3经14号芯接至47号端子排再经跳线至52号端子排直接接地，从而形成5S1、5S3短接的二次电流回路。现场接线等效二次图如图3所示。

图3 B相CT备用451组等效二次回路图

因启动测试时二次电流较小(报告显示一次升流时二次电流为0.1 A，测试负荷方向时二次电流为0.05 A)，一方面没有造成较大开路电压，另一方面也有可能仪器量程小，存在测试误差，所以当时未能检测出该回路开路。该站在投运初期也基本为空载状态，所以故障一直没有被发现。当变电设备运行一段时间后，因负荷上升，造成二次电流较大，17号备用芯与汇控柜外壳间因接触不良产生较大开路电压，造成电缆芯对外壳及最近的8号备用芯(另一侧外壳接地)进行放电，导致事故现场汇控柜17号、8号芯烧焦最严重，CT本体8号芯也有对外壳放电痕迹。

3 暴露问题

本次CT二次回路故障有很多原因，从表面上看，调试人员、验收人员均按规程将所有试验都完成，而缺陷却在设备运行后还隐藏了较长一段时间。由此可见，工程施工调试期间存在以下问题：(1) 二次配线质量不过关，接错电缆芯，备用芯处理不合理。(2) 该110 kV线路的CT变比为800∶1，而当时升流试验所加一次电流仅为80 A，二次电流过小，一方面会使电流钳表所测得的数值误差偏大；另一方面，回路的开路电压很小，很难暴露出来，当电流加大时，开路电压升高就有可能导致一次电流升不上去或开路处闪火花现象发生。(3) 对于备用CT回路，过于依赖升流测试结果，没有通过多种检测手段来确保电流回路的正确性，如在汇控柜用万用表欧姆档测量电流回路等。

4 防范措施

为避免因运行电流互感器二次回路开路对人身及设备造成损害，施工、调试人员应在以下方面加以防范：(1) 施工人员施工前认真分析图纸，识别二次接线原理图、接线图、厂家配线图是否正确。(2) 二次回路每根电缆的电气编号，每根电缆接线的回路编号都是唯一的，接线时需保证电缆两头电气编号、回路编号均一致，保证每根电缆接线都符合图纸要求，并在备用电缆芯加绝缘套保护。(3) 加强调试人员技术培训工作，认真仔细按检验规程做好每一项试验和检查，不放过调试过程中任何一个疑问。(4) 对于CT重要回路，应在调试过程中应用多种检测手段来确保电流回路的正确性，确保投运后不开路运行，设备启动时必须测试备用组CT负荷六角图。(5) 一次升流试验时，确保二次电流至少有0.1 A，以保证测量的精确性以及能检测出回路是否存在问题。

2014-06-11

王先敏(1981—)，男，江西崇义人，电气工程师，研究方向：输变电工程安装调试。