1、1降低户外电流互感器故障率中图分类号：O361.4 文献标识码：A 文章编号： 一、研究原因及背景 1.电流互感器的重要性。电流互感器起变流和电气隔离的作用，就是把一次系统的大电流变换成与其成正比的二次小电流，供给测量仪表或继电保护及自动装置使用。在电力系统中，电流互感器的作用无可替代，所以它直接对电网的安全稳定起着关键的作用。 2.户外电流互感器工作环境的恶劣。户外电流互感器经常要承受异常的电气环境和自然环境。其故障率更易处于高位。而且由于现实条件限制，我们对电气环境和自然环境的可控性都不大，所以更需要确保电流互感器在一次系统中连接的可靠性，以更好地适应环境。 3.户外电流互感器的传统工艺不
2、够尽善尽美。户外电流互感器桩头与铜排连接，连接接触面不够充分、特别在长时间户外运行的情况下。连接是否良好、可靠直接影响线路的负载能力，接触面小，接触不良，接触电阻过大，会引起发热。若不及时发现及处理，将烧坏电流互感器桩头和连接铜排。长期过负荷，温度过高甚至会造成户外电流互感器的烧毁。 二、松阳供电局所辖变电站电流互感器故障现状 松阳供电局所辖全户外变电站共计五个：其中 35kV 大东坝变电站和象溪变电站这两个变电站的 10kV 出线及主变低压侧拥有型号为 LBZW-210 的干式户外支柱式电流互感器共 33 只，它们的接线桩头都为螺杆式，连接铝（铜）排通过上下两个螺帽固定在螺杆上。曾多次发生电
3、流互感器桩头和连接铝（铜）排处发热，甚至铝排熔断、电流互感器损坏等故障。 我们对大东坝变电站 2008、2009、2010 这三年间主要一次设备的故障、缺陷情况进行统计分析。在电流互感器、主变压器、隔离开关、电压互感器五类一次主设备中电流互感器故障所占比例为 28%，是最高的。说明了在同等运行工况下，电流互感器相比其他设备更容易出现故障。对前面的电流互感器故障率高这一现象进行深入分析后，我们还发现这三年间故障的发生次数与时间有直接的联系，具体情况见下表： 从表中，我们可以很直观的看到，故障发生都集中在在 5-8 月份的丰水期内（特别是 6 月份） ，三年间平均月故障次数达到了 1.17 次。这
4、说明线路负荷越大，电流互感器越容易出现故障。 然后我们又对上面的故障发生次数进行深层次的分析之后发现了主要故障因素，2008、2009、2010 三年由于电流互感器接头处故障导致在故障次数为 14 次， 由雷击及其他因素导致在故障次数为 2 次。除了2008 和 2009 年的两起：被雷击直接损坏之外，其余故障点都在电流互感器桩头和铝（铜）排的连接处。根据电流互感器与铝（铜）排连接方式，以及具体故障情况，我们通常的故障处理方法主要有：1、重新紧固螺丝，3螺帽、垫片有损坏的给予更换；2、铝排有损坏的，更换铝排；3、流变桩头损坏，绝缘试验不合格，更换流变。但是以上方法均不能根本性的消除此类故障。
5、三、电流互感器故障原因分析及对策 经过分析，我们认为造成户外 10kV 电流互感器故障的主要原因有四个。第一个：设备原因，电流互感器本身结构不合理；第二个：人为原因，人员维护工艺水平不高、日常维护不到位；第三个：方法问题，凭经验解决故障，缺少解决此类故障的方法；第四个：环节因素，电流互感器长期工作在高负荷状态下，且变电站地处湿润山区，接头易腐蚀氧化。根据现状，我们确认第一个原因：电流互感器本身结构不合理，螺杆式接线柱头与铜牌接触面太小，是导致铝排熔断、电流互感器发热损坏的最主要原因。改良户外电流互感器桩头与铜排的连接状况，增大接触面积，减小接触电阻成为需要改进的方向，初步设想设计一种连接线夹来
6、实现。 四、具体实施 1.首先，确定在电流互感器桩头上所要加装的设备线夹规格，我们根据大东坝变电站 10kV 户外电流互感器桩头的螺杆外径(12mm)，且为粗螺纹，向厂家定制双孔抱杆式线夹，型号为 M-12； 2.然后，我们将定制好并且经过出厂质量检验符合国家 GB-2314-42008 标准的改良后线夹，在部门试验区内将改良后的线夹在试验电流互感器上进行试安装，发现能与柱头紧密接触、还扩大了桩头与线夹之间的接触面积。 3.最后，我们将双孔式铜抱杆线夹充分旋入电流互感器螺杆，再将线夹的紧固螺丝拧紧。既能保证双孔铜抱杆线夹与螺杆有足够的接触面，又能保证连接牢固，减小接触电阻。我们对大东坝变电站全
7、站进行试验，改良户外电流互感器桩头与铜排连接状况。 五、效果检查 我们在通过对大东坝变电站全站 10kV 户外电流互感器桩头加装该双孔式抱杆线夹，效果图如下： 半年时间的实际运行和观察分析后得出以下结论： 1.在加装了改良后的线夹之后，电流互感器柱头与铜排的接触面积得到了充分的扩大：原来未进行改良时的接触面的面积为 2.26cm3，现在进行改良之后的接触面的面积为 15cm3，电流互感器接线柱头与铜排的接触面面积扩大百分比达到 563.7%。 2.我们用回路电阻测量仪测量，发现接触电阻的下降幅度达到24.3%。原来未进行改良桩头直接固定铝排时的接触电阻为 608，现在桩头使用双孔式铜抱杆线夹固
8、定铝排进行改良之后的接触电阻为 460，5电流互感器接线柱头与铜排的接触电阻减小百分比达到 24.3%。 3.我们还利用红外成像测温装置，对桩头与线夹的连接位置进行了测温。在相同的负荷（150A）条件下，原来未进行改良时的红外成像测温值为 520C，现在进行改良之后的红外成像测温值为 460C，温度的下降率百分比达到 11.5%。 4.我们在对大东坝变电站所有安装改良后的电流互感器跟踪调查，并对其分时间段进行丰水期内故障次数统计，发现：改良前 5、6、7、8四个月故障总次数为 14 次，平均每月 3.67 次，改良后故障总次数为一次。且这一次故障是 6 月份由于雷击引的一起户外电流互感器故障。
9、改良后丰水期内的故障次数，已经由原来的近 1.17 次/月，减少到了 0.25/月。经过改造的电流互感器，在实际运行过程中，除了 6 月份一起电流互感器由于遭雷击，绝缘损坏外。其余均未出现过发热、烧坏等故障。在其他主要一次设备故障次数与往年持平的情况下，电流互感器占主要一次设备的故障次数比例降低到 15%以下。 在大东坝变电站全站 10KV 户外电流互感器桩头加装改良过的双孔式铜抱杆线夹，增大了互感器桩头与铜排的接触面积，减小了接触电阻，成功的降低了户外电流互感器的故障率。同时，我们可以推论出：按每条 10kV 线路停电 12 小时，200A 的电流，及电价 0.5 元来计算的话，每减少停电 1 次，可以得出增加电费量约为 2 万多元，十条次就是 20 多万元，不仅大大提高了供电可靠率，还给企业带来了巨大的经济效益。 6
