电流互感器的特点及故障分析

电流互感器的特点及故障分析
摘要：电流互感器有电磁式电流互感器和电子式电流互感器两种，电流互感器在工作过程中常会出现一些故障，其故障会严重影响测量的准确性和人员的安全以及设备的运行状况，干扰电网正常运行，基于此，本文概述了电流互感器，对电流互感器的主要特点与电流互感器的故障原因及其检查处理进行了探讨分析，旨在保障电流互感器正常运行。

关键词：电流互感器；特点；故障；原因；检查；处理
电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。

其应用于电力系统时最主要的作用是协助继电器对电力系统进行保护，保证电力系统的安全运行。

因此为了保障电流互感器的运行安全，降低电流互感器故障的发生率。

以下就电流互感器的特点及故障进行了探讨分析。

一、电流互感器的概述
电流互感器（Current Transformer）是电力系统中不可或缺的重要电气设备之一，其主要负责提供电能服务于继电器的电流线圈以及测量仪表将其二次回路与一次电流高压系统进行隔离，并将一次电流转化成两种标准二次电流值。

电流互感器的作用是把电流幅值较大的一次电流通过一定的变比转换为电流幅值较小的二次电流，用来进行变电站或线路的保护、测量工作。

其正常工作与否将直接影响到电力系统的正常运行。

电流互感器出现故障不仅会危及其它电力设备及工作人员的人身安全，影响相关变电站的安全运行，而且会影响到电力系统的正常运行。

1、电流互感器的工作原理
电流互感器的工作原理是基于电磁感应现象的产生的电流转换。

在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流跨度较大，从几安到几万安不等。

为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，通常用电流互感器进行电流大小的转换。

此外，因为线路上的电压一般都较高，如果直接对其测量是非常危险的，固也可用电流互感器达到保护目的。

电流互感器主要是为了达到电流变换和电气隔离的目的。

2、电流互感器的结构特性
电流互感器的主要部件包括一次绕组、二次绕组、铁芯和绝缘介质。

绝缘介质包括油浸式、SF6 气体和固体介质。

电流互感器的一次绕组串联于被测的一次线路，二次绕组与测量仪表或继电器的电流线圈串联。

电流互感器一次绕组匝数少，二次绕组匝数多，测量仪表和继电器等电流线圈阻抗很小，所以正常运行时电流互感器是接近短路状态的，且二次回路不允许开路，必须可靠接地。

二、电流互感器的主要特点
电流互感器主要安设于电力系统中，能够将系统中的大电流转换成小电流。

当其与继电器配合时，可以对电力系统进行保护。

从电流互感器的性质上来说，该类电器也属于一种变压器，工作原理与变压器基本类似。

与变压器相比，电流互感器主要具有以下特点：
1、电流互感器二次回路的负荷是仪表和继电保护装置的电流线圈，阻抗小，相当于变压器的短路运行。

而一次电流由线路的负载决定，不由二次电流决定。

因此，二次电流几乎不受二次负载的影响，只随一次电流的改变而变化，所以能测量电流，具有一定的准确级。

2、电流互感器二次绕组不允许开路运行。

这是因为二次电流对一次电流产生的磁通是去磁作用，一次电流一部分用以平衡二次电流，另一部分用作励磁。

如
果二次开路，则一次电流全部作为励磁作用，铁芯过饱和，二次绕组开路两端产
生很高的电动势，从而产生很高的电压，这种是极不安全的，同时铁损也增加，
有烧毁互感器的可能，所以电流互感器二次不能开路运行。

三、电流互感器的故障原因及其检查处理
1、电流互感器的故障原因分析。

由于电流互感器运行时所涉及到的质量影响因素很多，使得电流互感器在运行时很容易发生故障，稍有不慎，就会引发电流
互感器故障。

结合笔者实践工作经验，认为电流互感器故障发生的原因主要有：
1.1在交流电路回路中，如果回路中试验接线端子的结构存在缺陷，端子的质量得不到保证，那么电流互感器在运行过程中就很可能因为这个原因而发生螺杆
与铜板螺孔接触不良问题，进而造成电路开路。

1.2在交流电路回路的修试工作中，如果相关修试人员出现了工作失误，比如忘记接好电路中的继电器保护装置等，那么电路在运行发生故障的概率就会大大
提高。

1.3当交流电路回路中试验端子的连接片胶木头长度过长时，旋转端子上的金属片很有可能压不到连接片，无法与连接片进行接触，就只能退而求其次，压在
木胶头上，进而导致电路开路。

1.4如果二次线端子的接头连接不紧实、不牢靠，那么当交流电路回路中的电流过大时，就很有可能导致二次线端子接头被烧坏和氧化，导致电路开路。

2、电流互感器开路故障的检查方法。

电流互感器开路故障可通过以下现象对其进行检查与判断，主要表现为：
2.1查看电路回路中各个仪表的数值。

如果怀疑电流互感器在使用时发生了开路故障，那么第一步要做的工作必然是查看回路仪表的指示数值，看其是否出现
了异常降低或者直接降至为零的情况，如果有，便可判定为开路故障。

特殊情况下，如果电路中仪表的指示针时转时停，指示时有时无，那么则判定为半开路。

2.2听电流互感器的本身是否有噪声。

之所以采用这种方法来进行开路故障判断，其原因主要是因为电流互感器在电力负荷小的时候并不会有明显的运行噪音，只有在开路电路中，由于磁通密度增加，导致互感器内硅钢片的振幅变小，振动
不明显、不均匀，所以会产生较大的噪音。

2.3电流互感器二次回路端子、元件接头等有放电、打火现象。

开路时，由于电流互感器二次产生高电压，可能使互感器二次接线柱、二次回路元件接头、接
线端子等处放电打火、严重时使绝缘击穿。

3、电流互感器二次开路故障的处理措施
3.1使用绝缘良好的工具，尽量站在绝缘垫上。

同时应注意使用符合实际的图纸，认准接线位置。

3.2电流互感器二次开路，一般不太容易发现。

巡视检查时，互感器本体无明显现象时，会长时间处于开路状态。

因此，巡视设备应细听、细看，维护工作中
应不放过微小的差异。

发现电流互感器二次开路应先分清故障属哪一组电流回路、开路的相别、对保护有无影响等。

汇报调度，解除可能误动作的保护。

3.3尽量减少一次负荷电流。

若电流互感器严重损伤，应转移负荷，停电检查处理。

3.4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。

3.5若短接时发现有火花，说明短接有效。

故障点在短接点以下的回路中，可进一步查找。

若短接时没有火花，短接无效。

故障点可能在短路点以前的回路中，可以逐点向前变换短接点，缩小范围。

在故障范围内，应检查容易发生故障的端
子及元件，检查回路有故障时触动过的部位。

结束语：
综上所述，电流互感器作为电力系统很重要的一次设备，应该充分的认识电
流互感器的重要性，加强运行检修人员的技能和职业教育，及时发现运行中存在
的故障，并对其故障原因进行分析及排除，从而保障电流互感器的安全稳定运行。

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