电流互感器（CT）二次带电原因与处理方法

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近年来，随着电网的不断发展，电气设备的增加，作为交流电路中二次系统和一次系统间的联络元件，电流互感器（下称CT）已是当前电力系统运行中重要组成设备，主要是用于给测量仪器、保护和仪表、控制装置等传递信息，属于特殊种类的变压器。随着电流互感器的应用越来越广泛，电流互感器引起的事故也有所增加，特别是电流互感器二次带电事故频繁发生。为了保证电力系统安全经济运行，正确判断电流互感器的故障并及时处理，对现场运行人员来说是非常重要。
电流互感器在工作状态，其二次是决不允许开路的，否则将使二次回路出现高压和带电现象，轻则损坏电气设备，重则危及人身安全。因此一但二次出现带电现象，应立即停电检查。下面就电流互感器的工作原理及就电流互感器二次带电的原因进行初步分析，并就电流互感器二次带电的处理方法和防范措施做简要分析。
1电流互感器的工作原理
1.1电流互感器的结构
电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。
1.2电流互感器的工作原理
其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝数（N1）较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流（ ）通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流（ ）；二次绕组的匝数（N2）较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷（Z）串联形成闭合回路。
一次电流I１¬流过一次绕组，建立一次磁动势（N1I1），亦被称为一次安匝，其中N1为一次绕组的匝数；一次磁动势分为两部分，其中小一部分用于励磁，在铁心中产生磁通，另一部分用来平衡二次磁动势（N2I2），亦被称为二次安匝，其中N2为二次绕组的匝数。励磁电流设为I0，励磁磁动势（N1I0），亦被称为励磁安匝。
由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，I1N1=I2N2，电流互感器额定电流比： ，即 。
电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。
1.3电流互感器开路的危害
电流互感器一次电流的大小与二次负荷的电流无关。互感器正常工作时，由于阻抗很小，接近于短路状态，一次电流所产生的磁化力大部分被二次电流所补偿，总磁通密度不大，二次绕组电势也不大。
电流互感器倘若二次发生开路，阻抗Z１无限增大，二次绕组电流等于零，二次绕组磁化力等于零，总磁力化等于原绕组的磁化力（I0N0=I1N1）。也就是一次电流完全变成了励磁电流，使电流互感器的铁芯骤然饱和，此时铁芯中的磁通密度可高达1.8T以上。交变的磁通在二次线圈上将感应出很高的电压，其峰值可达几千伏甚至上万伏，这么高的电压作用于二次线圈及二次回路上，将严重威胁人身安全和设备安全，甚至线圈绝缘因过热而烧坏，保护可能因无电流而不能反映故障，对于差动保护和零序电流保护则可能因开路时产生不平衡电流而误动作。
2电流互感器二次带电原因
电流互感器在工作状态，其二次是决不允许开路的，否则将使二次回路出现高压和带电现象，轻则损坏电气设备，重则危及人身安全。因此一但二次出现带电现象，应立即停电检查。下面就是CT二次带电的原因：
2.1故障原因
2.1.1因工作的疏忽或对CT使用原理不清楚，将二次断开运行或CT二次线未进行安装，至使二次回路处于开路状态而带电。
2.1.2因CT的二次桩头（即K1、K2桩头）没有接好或处于松动状态，使二次回路出现带电现象。
2.1.3因CT的二次回路中所连接的电气设备的桩头没有接好或处于松动状态（如电气仪表、保护继电器、电能表等）使二次回路出现带电现象。
2.1.4二次导线因断开，使CT二次带电。断开原因大致是被小动物咬断或老化断裂、机械强力拉断等。
2.2错接线原因
CT的二次错接线将引起二次带电。
2.2.1两电流表从两相CT的Kl串接，如图—2所示。此接线中虽不见有二次开路情况，但CT二次连接从CT的A相流向CT的C相经过两个阻抗很大的CT二次线圈时，使CT二次趋于开路状态，因而使二次出现带电现象。且随负载增大，二次出现较高的电压。
2.2.2一电流表从两相CT的Kl串接，如图—3所示。此错接线中T二次也未见开路情况；但其中出现的带电现象道理同上，并且其中一只电流表没有指示。
2.3非正规接线原因
非正规接线，如图—4所示。图中的非正规接线是将电压从CT二次Kl桩头引入电能表的电压、电流线圈，使电能表的电流二次部分带电。这种非正规接线实质是将CT的Ll与Kl连接，电能表的电压桩头l、4、7分别与电流桩头2、5、8连接。此种接法省去A、B、C三根电压二次线，用CT二次连接线带电引进电能表，因此CT二次带380／220V电 压。虽然这种接法对计量影响不大，但它极不规范，很不安全，应当杜绝。
2.4绝缘损坏原因
2.4.1因过载发热使绝缘损坏，一次电压窜入二次，使之带电。
2.4.2因产品质量差、绝缘老化等原因，二次也可能带电。
2.4.3某些CT长年处在潮湿地方，其绝缘常年受潮而降低受损，并使一次电压窜入二次，之带电。
3电流互感器带电时产生的现象及处理方法
3.1产生的现象
由于电流互感器带电原因主要是电流互感器二次回路开路造成的，对于不同的回路分别产生下列现象：
3.1.1由负序、零序电流启动的继电保护和自动装置频繁动作，但不一定出口跳闸（还有其他条件闭锁），有些继电保护可能自动闭锁（具有二次回路断线闭锁功能）。
3.1.2有功、无功功率表指示不正常，电流表三相指示不一致，电能表计量不正常。
3.1.3监控系统相关数据显示不正常。
3.1.4电流互感器存在有“嗡嗡”的异常响声。
3.1.5开路故障点有火花放电声、冒烟和烧焦的现象，故障点出现异常的高电压。
3.1.6电流互感器本体有严重发热，并伴有异味、变色、冒烟现象。
3.1.7继电保护及自动装置发生误动或拒动。
3.1.8仪表、电流表、继电保护等冒烟烧坏。
3.2处理方法
3.2.1当电流互感器二次回路带电时，首先要防止二次绕组开路而危及设备与人身安全。
3.2.2电流互感器二次回路带电后，应查明带电位置并设法将开路处进行短路，如果不进行短路处理时，可向调度申请停电处理。在进行短接处理过程中，必须注意安全，应注意带电的二次回路有异常的高电压，应戴绝缘手套，使用合格的绝缘工具，在严格监护下进行。
3.2.3发生电流互感器二次带电，应先分清故障属哪一组电流回路、开路的相别、对保护有无影响。汇报调度，停用可能误动的保护。
3.2.4尽量减小一次负荷电流。若电流互感器严重损伤，应转移负荷，停电检查处理。
3.2.5尽快设法在就近的试验端子上，将电流互感器二次短路，再检查处理开路点。短接时，应使用良好的短接线，并按图纸进行。短接时应在开路的前级回路中选择适当的位置短接。
3.2.6若短接时发现火花，说明短接有效。故障点就在短接点以下的回路中，可以进一步查找。若短接时无火花，可能是短接无效。故障点可能在短接点以下的回路中，可以逐点向前变换短接点，缩小范围。
3.2.7在故障范围内，应检查容易发生故障的端子及元件，检查回路有工作时触动过的部位。
3.2.8对检查出的故障，能自行处理的（如接线端子等外部元件松动、接触不良等），可立即处理，然后投入所退出的保护。若不能自行处理故障（如继电器内部故障）或不能查明故障，应汇报上级派人检查处理，或经倒运行方式转移负荷，停电检查处理。
4防范措施及使用中的注意事项
4.1防范措施
4.1.1把好设备质量关，在设备采购、验收等环节严格按照相关规定执行，保证设备完好并符合质量要求。
4.1.2运行人员应加强对设备的日常、特殊时期（高温、高负荷、恶劣天气等）巡视检查和监盘工作，通过听、闻、看等方法及时发现电流互感器的异常，防止因其开路发现不及时造成事故的发生。
4.1.3做好检修工作，在检修工作中严格按照相关条列执行，加强检修工艺和检修后的验收工作，防止因检修工艺不良和检修工作中遗漏造成电流互感器开路。
4.1.4做好站内运行人员的培训工作，经常做一些有针对性的反事故演习和事故预想，不断地提高其技能水平和处理事故的能力。
4.2注意事项
4.2.1 CT在工作运行时，二次测不得开路。在安装时，必须注意接线可靠，各连接桩头应紧密牢固。
4.2.2 CT二次测有一端必须接地（一般是Kz接地）以防在CT一、二次线圈击穿时，一次测的电压窜入二次测。
4.2.3运行中发现CT有不寻常振动的响声和发热现象，应停止运行，进行检查处理。
4.2.4工作运行中的CT，其二次线不得随意断开和在二次线间工作，否则会造成开路危险。
5 结束语
综合上述，作为交流电路中二次系统和一次系统间的联络元件，电流互感器已是当前电力系统运行中重要组成设备，其运行状况的好坏直接关系到电力系统的安全运行。尤其电流互感器二次带电，如发现不及时或处理不当，极易造成设备被迫停用和事故的发生，所以有必要了解并掌握电流互感器带电的原因和防范措施，避免今后再发生此事故。

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