王彦领 董建设 刘全山 李明熙
（国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司 河南平顶山 467312）
摘要：大电流裸导体附近金属构架受电流磁场产生的感应电流的热效应作用，其上安装的电缆等电气设备往往会因受热而损坏，对设备的安全稳定运行危害极大。如果引起发电机电流互感器电缆绝缘毁坏，可能造成发电机保护跳闸停机事故。本文分析了发电机电流互感器电缆绝缘烧毁的原因，提出并实施了防范措施，达到了预期效果。
关键词：电流互感器；涡流；绝缘损坏；分析；对策
引言
大电流裸导体附近金属构架受电流磁场产生的感应电流的热效应作用，它不仅引起附加的功率损耗，还会使安装在上面的电缆等电气设备的温度升高，降低设备使用寿命，严重时将毁坏设备，引发严重故障。
中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司鲁阳电厂发电机电流互感器电缆通过电缆桥架引到发电机电流互感器端子箱中，再通过电缆将发电机的电流数据分别传输给发变组微机保护、励磁调节器、故障录波器、电量计费系统、功角测量装置等重要的继电保护和自动化装置。由于设计、安装未采取防止大电流对电缆桥架的影响，运行中安装在桥架上的电缆发生了受发热桥架影响而烧损的故障。本文计算了发电机出线和中性点电流互感器母排电流在二次电缆桥架处的磁感应强度，分析了二次电缆烧损的原因，提出了防范电流互感器电缆损坏的措施，并介绍了实施的效果。
1CT二次电缆毁坏现状
随着技术的发展，大容量电气设备的应用越来越广泛，相应的发配电设备(如出线、套管、CT、电缆等)的载流量越来越大。这些大电流设备在设计、安装过程中，其强磁场对周围设备的影响应引起充分的重视，否则其危害会相当严重。例如，平顶山发电分公司发电机出线及中性点电流互感器二次电缆铺设在电缆桥架上，投运不久该电缆就发生了烧损故障（图１,3）。
图2 发电机电流互感器安装示意图
从图2、3可看出，发电机中性点侧和出线侧安装了发电机中性点和出线侧的环氧树脂浇注电流互感器，二次端子接线通过单根4mm2带屏蔽钢铠甲电缆铺设在此处的电缆桥架上，然后引至发电机电流互感器二次端子箱。二次电缆屏蔽钢铠甲在二次端子箱侧直接接地，另一端悬空。因此电流互感器巨大的一次电流产生的磁场，在电流互感器二次电缆铠甲铺设方向由于没有闭合回路，不会引起电流发热造成电缆烧损。
由于电缆桥架由槽盒边及中间拉筋组成，上下部分均镂空，直接放置在发电机出线及中性点电流互感器下端出线罩上。电缆槽盒每隔一段都有一根固定拉筋，而发电机额定电流23950A产生的交变磁场在电缆槽盒边及拉筋闭合回路中将产生很大的感应电流。同时，大电流的磁场在电缆桥架金属内部也会产生涡流。
图4 三相负荷电流波形图
2.2电缆桥架磁感应强度计算
发电机正常运行时，其三相负荷电流如图4所示。
假设A相与B相之间电缆桥架D处磁感应强度为BD，B相与C相之间电缆桥架E处磁感应强度为BE，C相右侧电缆桥架F处磁感应强度为BF（如图5所示），根据安培环路定律，通流I的长直导线周围r处的磁感应强度如下：
2.3 二次电缆烧损原因
由于电缆桥架槽盒边及拉筋均为铁质导磁材料，且电阻相对较小，发电机出线及中性点电流互感器一次巨大的电流产生的磁通，在电缆槽盒边与拉筋形成的闭合回路中将感应生成很大的环流，并在槽盒金属中产生很大的涡流，在二者热效应的共同作用下，最终导致电流互感器二次电缆绝缘过热损坏。而电流互感器二次电缆金属铠甲起着热传递的作用，故出现了前述图中电流互感器二次电缆绝缘在电缆槽盒拉筋两端整段烧坏的现象。
3降低发电机电流对电流互感器电缆影响的方法
根据《导体和电器选择设计技术规定》DL/T5222-2005第7.3.9条，为减少大电流导体附近钢构发热，当裸导体工作电流大于1500A时，不应使每项导体支持钢构及导体支持夹板的零件（套管板，双头螺栓、压板、垫板等）构成闭合磁路。对于工作电流大于4000A的裸导体的临近钢构，应采取避免构成闭合磁路或装设短路环等措施。
根据上述分析及规定可以看出，减小发电机电流互感器一次电流对二次电缆影响的方法主要有以下几种：
（1）更换发电机出线损坏的二次电缆。
（2）取消发电机电流互感器处电缆桥架，将二次电缆直接放置在发电机电流互感器下方出线罩的绝缘板上，引出一段距离后再铺设到电缆桥架上(图6)。
图6 更换后的二次电缆
（3）采用无钢带铠装的电缆，电缆的外护管采用非导磁性材料。
运行实践证明，采取上述措施后，解决了该处电流互感器二次电缆因一次电流磁感应引起烧毁的问题。
结束语
裸导体大电流附近金属构架中感应的电流引起的构架发热故障，往往会影响设备的正常运行，对电力设备稳定安全造成严重影响，对此应充分重视，在设备的设计、选材、安装、调试、运行中应采取恰当措施，避免此类故障的发生。一旦发生，应尽早正确地处理，保证发供电的可靠性。
参考文献
［1］《大电流电气设备的涡流发热及其防治措施》高保华著。
［2］《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》
［3］《电磁场》马信山等著，高等教育出版社。
作者简介：
王彦领（1979—），男，工程师，从事火力发电厂运行管理工作。
董建设（1980—），男，工程师，从事火力发电厂运行管理工作。
刘全山（1969—），男，高级工程师，从事火力发电厂管理工作。
论文作者:王彦领,董建设,刘全山,李明熙
论文发表刊物:《电力设备》2016年第9期
论文发表时间:2016/7/1
标签：电缆论文; 电流论文; 发电机论文; 电流互感器论文; 桥架论文; 导体论文; 平顶山论文; 《电力设备》2016年第9期论文;