摘要：电流互感器依据电磁感应原理，把一次侧大电流转换成二次侧小电流，常被用于保护、测量等装置。电流互感器二次侧不允许开路，如果运行时副边线圈断开，可能酿成仪表损坏和人身伤亡的严重后果。但在二次专业日常工作中，受运行方式、停电计划等客观因素影响，往往要在电流互感器二次回路带电的情况下进行消缺、技改等工作。这时，对电流互感器二次侧回路进行带电短接就成了准备工作中绕不过去的核心安措。
关键词：电流互感器；二次短接；防护装置
1 研制电流互感器二次短接防护装置的重要性
电流互感器依据电磁感应原理，把一次侧大电流转换成二次侧小电流，常被用于保护、测量等装置。电流互感器二次侧不允许开路，如果运行时副边线圈断开，可能酿成仪表损坏和人身伤亡的严重后果。但在二次专业日常工作中，受运行方式、停电计划等客观因素影响，往往要在电流互感器二次回路带电的情况下进行消缺、技改等工作。这时，对电流互感器二次侧回路进行带电短接就成了准备工作中绕不过去的核心安措。
2 电流互感器传统短接方法
常用的电流互感器短接传统方法有三种，即使用成品短接片、插接式试验线和手动制作单股铜芯短接线：
2.1成品短接片
成品短接片虽连接牢固，但只能用于顺序排列的端子排；而且短接片无绝缘外壳，检修人员带电安装，有触电危险；另外短接片无明显标记，容易和正常接线方式混淆，造成漏拆、误拆。
2.2插接式试验线
该方法虽然方便快捷，辨识度高，不易漏拆、误拆，但试验线采用绝缘外皮包裹，如果发生线芯断线现象，肉眼难以发现，有可能造成电流互感器二次回路开路，进而引发事故；而且试验线较长，连接稳固性差，容易因扯动造成插头脱落。
2.3手动制作单股铜芯短接线
该方法使用自制单股铜芯线短接在端子排之间，适用层面广，但同样存在诸多不足：第一，需带电松开螺丝，存在安全隐患；第二，标记不明显，容易漏拆；第三，制作起来费时费力，制作工艺因人员水平而异，不利于实现标准化作业；第四，无法通过肉眼直观判断端子是否短接好。
传统的电流互感器短接方法虽然看似成本较低，但是在短接稳定性及安全性、短接速度、适用场合等方面存在不少缺点。积极寻求一种好的短接方法，能安全快速地实现电流互感器二次侧的短接，克服传统方法的不足。
3 研制电流互感器二次短接防护装置的目标
3.1非量化目标：研制的电流互感器二次短接防护装置能够实现短接电流可视化，且自带防漏拆提醒功能。
3.2量化目标：研制的电流互感器二次短接防护装置短接电阻小于0.4Ω。
4 研制电流互感器二次短接防护装置
为解决现场工作中传统短接电流互感器二次回路时的问题，实现可靠短接，通过分析，数显式短接装置耐受电流可达到试验限值50A，过载能力强，灵敏性较高。以下就是对此防护装置的研制。
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4.1绝缘屏蔽部分的选择
当电流互感器二次侧发生开路或接触不良时会感应出一个高电压，并出现拉弧、发热等现象，因此对本装置的绝缘屏蔽部分的强度、耐高温性、阻燃性、绝缘电阻等都有较高要求。目前通用的绝缘材料种类繁多，且材料性能差别较大，通过对比分析，选取了综合性能较为突出的PA66（尼龙66，聚己二酰己二胺）和PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）两种工程塑料，并对其进行了性能测试，然而，PBT材料强度高，绝缘电阻好，耐高温，阻燃性好，因此选PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）工程塑料作为绝缘屏蔽部分。
4.2插头部分的选择
首先针对可插接式的香蕉插头，查阅了相关资料，发现常见的香蕉插头分为四片叶型、灯笼花型、一根针型、七根针型、十字开口型等五种，对其进行了分析，发现四片叶型、七根针型和十字开口型香蕉插头和电流二次回路端子排接线腔体不匹配，所以选取了灯笼花型、一根针型两种进行试验分析。经过分析发现一根针型接触电阻小、误差小的优势被选择插头部分。
4.3电源模块的选择
测量和告警功能的实现均需要解决供电电源问题，目前市场上常见的电源类型有三种：铅酸电池、干电池、锂电池。由于铅酸电池需要电解液，因此有体积大，不便安装的缺点，故不将此列入方案选择。对干电池和锂电池进行实验分析，得出同样容量的两种电池，锂电池放电时输出时间长，电压更加稳定，而干电池电压波动较大，不符合要求。
4.4采集模块的选择
通过市场调查，发现市场上常用的电流采集模块有电流互感器和霍尔电流传感器两种。经过试验分析霍尔电流传感器精度较高被选用采集模块。
4.5计时元件的选择
通过市场调查发现，常见的计时元件有继电器式和集成电路式，继电器式过流能力大，能够适用于大电流回路，但其模块较大，不易操作。而现在集成电路式计时装置已经非常成熟，具有量程大、显示清晰，操作简单，计时准确，价格低廉等优点，所以小组直接选用集成电路式计时元件。
4.6蜂鸣器的选择
在电网中常见警示功能有声、光两种分类，但光线受到阻挡而减弱警示效果，因此，决定采用蜂鸣器，蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。经过试验对比压电式蜂鸣器声音强度符合要求。
4.7模数转换器的选择
模数转换器是将模拟信号转换成数字信号的电路。模拟数字转换器的分辨率是指其能输出数字信号值的个数。通常使用2的幂指数表示，例如，一个具有8位分辨率的模数转换器可以输出256个数（2^8= 256）。常见模数转换器有：并行比较型、逐次比较型和积分型。逐次比较型分辨率高、体积小、价格便宜所以被选用。
4.8显示屏的选择
显示屏种类繁多，小组择优选择了价格便宜，结构简单，体积较小的两种显示屏：LCD段码显示屏和LED七段数码管。LED七段数码管结构强度和连接稳定性都比LCD段码显示屏较高。因此选择LED七段数码管
5 总结
电流互感器二次短接防护装置能够准确显示短接是否可靠，有效地防止短接不可靠导致电流互感器回路开路，进而导致端子排甚至保护装置烧毁的情况；另一方面也防止因电流互感器开路而产生高电压；同时漏拆提醒装置也能防止因装置漏拆所引发的保护误动作。
参考文献
［1］闫培丽,王红晋,郭亚昌,张延辉,苗梅.电流互感器、电压互感器二次参数选择问题研究［J］.中国电力,2009,(6).
［2］郭真红,万江,马晓雷,李林,吴军科,邾玢鑫.电容式电压互感器一次侧过电流的原因分析［J］.高压电器,2011,(9).
论文作者:张昌1,任志帅2,任尚伟3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：电流互感器论文; 装置论文; 回路论文; 电流论文; 蜂鸣器论文; 两种论文; 开路论文; 《电力设备》2017年第5期论文;