摘要：本文针对电流互感器二次回路不得开路及二次负载要小的原因，对造成电流互感器二次回路开路的原因与现象进行分析，并针对此问题提出一种电流互感器二次回路短路电流监测装置，以供参考。
关键词：电流互感器；二次回路开路；短路电流监测
1引言
在电力系统中，电流互感器是一种可以将一次侧的数值比较大的电流向二次侧数值比较小的电流进行转换的重要电气设备。其在电力系统中可以与其他的仪表进行联合使用来对电流和电能进行测量，而且可以与电力系统中的继电器进行结合来保护系统过电流以及过负荷和短路问题。最重要的是使仪表、继电器保护装置与线路高压隔离，以保护人员和设备的安全。电流互感器二次不允许开路，因为二次开路会有可能引起电流互感器损坏。因此在进行保护系统调试，维修，更换设备时，都需要将电流互感器二次回路短接后，再将二次回路接线从设备拆除。但是现在不能保证二次回路短接质量的好坏，并且无法监测二次回路中的电流。如果二次回路短路质量不好，如接触不良，短路端子质量不良等，造成二次开路，仍会对电流互感器造成损坏，危及维修人员的安全。
2电流互感器二次回路不得开路及二次负载要小的原因
如果在电流互感器应用中出现CT一次绕组匝数不多，而且由于此绕组在需要进行测量的线路中以串联的方式进行连接。加之二次绕组匝数比较多，并且与仪表以及继电器等按照串联的方式进行连接，这就会由于上述电流线圈的阻抗较小而导致CT在运行时可以看作是短路的形式。而且在电流互感器的运行中，也会由于二次电流产生的磁通势起到去磁的作用，但是励磁电流比较小，就导致励磁电流也比较小。铁芯中的总磁通也比较小，二次绕组中的感应电动势也不大。但是在运行中如果上述去磁作用消失就会导致一次电流完全变为励磁电流并使得铁芯处于饱和的形态。如果二次绕组匝数比较多，此时就会在二次绕组两端出现非常高的电压而对设备以及人员造成严重的安全威胁。此外，当二次电路处于打开状态时，保护装置可能由于零开路相电流而发生故障或拒绝移动，并且芯可能在铁芯的磁饱和状态下引起严重的热量产生。这就会引起二次线圈的绝缘烧坏的问题。另外，由于磁芯的剩磁，电流互感器的误差增加并且仪器的显示异常，甚至装置也可能被烧毁。
图4.1 电流互感器二次回路短路电流监测装置结构图1
（1-电源开关；2-显示器；3-设置按键；4-翻页按键；5-背光按键；6-第一输入高端；7-第二输入高端；8-第三输入高端；9-共用输入低端）
3造成电流互感器二次回路开路的原因与现象分析
引起电流互感器二次回路开路的原因主要有以下几个方面：一是交流电流回路中的电流端子本身的结构或质量存在缺陷。二是在对电流互感器的操作中出现失误。三是外部环境中风吹雨淋等因素的影响。此外，当电流互感器的二次电路断开时，出现以下现象：首先，具有开路的电路仪器可能显示异常减小或减小零。其次就是电流互感器本身发出噪音的现象。再次就是电流互感器的二次回路端子、元件线头出现放电或者打火的现象。四是电度表以及继电器出现冒烟烧坏的现象。
4一种电流互感器二次回路短路电流监测装置
4.1电流互感器二次回路短路电流监测装置结构组成
此种电流互感器二次回路短路电流监测装置的结构组成如图4.1所示。
此种电流互感器二次回路短路电流监测装置，如图4.2所示，其中10-控制器；20-电流互感器模块；30-信号处理模块；31-RC隔直模块；32-信号放大模块；33-模数转换模块；40-报警模块；50-显示模块；60-按键控制模块；70-USB充电模块；71-USB接口模块；72-升压模块；73-降压模块；74-充电模块；75-充电电池。所述电流互感器模块20的输入端连接所述电流互感器二次回路的输入端，所述电流互感器模块20的输出端连接所述信号处理模块30，所述信号处理模块30与所述控制器10连接，所述控制器10与所述显示模块50相连。
图4.2 电流互感器二次回路短路电流监测装置结构图2
4.2电流互感器二次回路短路电流监测装置原理
将电流互感器模块20接入电流互感器二次侧，电流互感器二次侧回路输入信号经过电流互感器模块20取样后，再经过RC隔直模块31隔直处理，将信号中的直流分量滤除掉；然后，发送信号放大模块32（可编程放大器）以放大信号，然后模数转换模块33进行数据获取和转换；然后通过控制器10利用数字信号处理算法计算得到每路信号的幅值和相位，根据幅值测量结果，确定是否进行量程放大切换，保证在较宽范围（5mA-10A）内幅值和相位测量准确；根据每通道测量结果计算通道之间相位关系，以及通过计算3路电流的矢量和计算合成电流的大小幅值，根据合成电流大小是否为零判断电流是否平衡；利用按键控制模块60的各个按键可切换LCD显示屏显示幅值相位或者合成电流值，且设定报警的阈值，超过报警的阈值时蜂鸣器将会发出声响报警。
4.3此装置的有效收益
本文提出的这一种电流互感器二次回路短路电流监测装置通过电流互感器模块感应电网中电流互感器二次侧输入端电流，将采样后的电流通过信号处理模块进行处理后发送给控制器；控制器根据电流信号得到二次回路电流状态，并通过显示模块进行显示；控制器还根据设定的报警阈值，控制报警模块进行报警；本实用新型可以保证二次回路短接状态，并且能够在电流互感器二次侧短路的情况下对电流互感器二次侧进行电流监控，方便了维护人员实时了解二次侧的电流状态，避免了电流互感器和其他设备的损坏，确保了维护人员安全。
5结语
针对电流互感器二次回路不得开路及二次负载要小的原因，以及造成电流互感器二次回路开路的原因与现象，本文提出一种电流互感器二次回路短路电流监测装置，此装置能够监测电流互感器二次侧电流状态，方便维护人员实时了解二次侧的电流状态，避免电流互感器和其他设备的损坏，确保维护人员安全。
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[2] 华克新. 浅谈电流互感器二次回路开路构成的安全威胁[J]. 科技信息, 2013(25):139-139.
论文作者:林培亮,张扬帆,陈炜楠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/13
标签：回路论文; 电流论文; 电流互感器论文; 模块论文; 开路论文; 装置论文; 绕组论文; 《电力设备》2018年第27期论文;