浅谈电流互感器在运行时二次不得开路
[摘要]本文介绍了电流互感器二次不得开路的原因，在实际运行中二次开路的现象及处理方法。

0 前言
电流互感器是一种专门用作变换电流的特种变压器。

电流互感器在工作时，
其一次绕组串联在电力线路中，线路电流就是互感器的一次电流，而二次绕组外部回路则根据需要接有测量仪器、仪表或继电保护、自动控制装置。

当线路电流发生变化时，也就是互感器的一次电流发生变化，其二次电流也相应变化，并把线路电流变化的信息传递给外接的测量仪器、仪表和继电保护、自动控制装置。

为了保证工作人员的人身及设备的安全，使用时必须注意互感器的二次侧不可开路，本文将探讨一下电流互感器二次不得开路的原因及开路的现象和处理方法。

1 电流互感器的工作原理
电流互感器的工作原理图如右图所示：
从图中可以看出，当一次绕组流过电流1
.I 时，由于电磁感应，在二次绕组中感应出电
动势，在二次绕组外部回路接通的情况下，
就产生了二次电流2.I 。

此时的一次磁动势为
一次电流1.
I 与一次绕组匝数1N 的乘积
11.N I ，同理二次磁动势为22.N I 。

根据磁动势平衡原则，一次磁动势除平衡二次磁动势
外，还有极少一部分用于铁芯励磁，产生主
磁通。

因此磁动势平衡方程式为
10.
22.11.N I N I N I =+ （1） 式中 1.
I ——一次电流
2.I ——二次电流
0.I ——励磁电流 1N ——一次绕组匝数
2N ——二次绕组匝数
上式还可以写成
0.
122.11./I N N I N I =+ （2） 或0.
2.1.'I I I =+ （3）
从式（3）中可以看出，在正常工作时，负载分量的数值比励磁分量的数值
要大很多，通常电流互感器工作时的电流的负载分量是励磁电流的几百倍以上，如果二次侧出现开路，电流互感器则变为空载运行，式（3）变为0.1.I I =，而电流互感器的一次侧接在系统中是主线路的电流，当电流互感器二次开路时，则二次磁动势不存在，一次侧的电流就完全成为励磁电流，比正常工作时的励磁电流
大出几百倍以上，使铁心处于高度饱和状态，电流互感器的铁芯损耗增大而过热，甚至于烧坏绕组绝缘，更严重的是，当磁路进入高饱和状态后，磁通的变化率非常大，加上二次绕组匝数非常多，会在二次侧绕组开路的两端产生很高的电压，这对绕组绝缘和工作人员都是危险的，因此，电流互感器在运行中严禁二次开路。

2 电流互感器二次开路在实际运行中的事故及分析
某局一位电工班长在带电检查电能表时（正在拧紧有些松动的螺丝过程中），突然出现了强烈的弧光和爆炸声，电工班长的脸、手被灼伤，急送到地区医院救治。

类似事故很多，均发生在带有电流互感器的电能表上，当带电检查电能表造成二次侧开路时，将引起二次侧开路处极高的感应电势，该电势的峰值可达数千伏，使电能表端子间绝缘击穿，并引起相间短路，发生上述事故。

有些单位在分析此类事故原因时，认为是检查过程中不小心造成了短路而发生了事故，实际上是线圈先开路，产生高感应电势击穿绝缘后才发生短路，引起事故的发生。

因此，工作人员一定要注意一些开路的现象。

3 电流互感器二次开路的现象
(1)回路仪表指示异常，一般是降低或为零。

用于测量表计的电流回路开路，会使三相电流表指示不一致、功率表指示降低、计量表计转速缓慢或不转。

如表计指示时有时无，则可能处于半开路状态（接触不良）。

(2)认真听电流互感器本体有无噪声、振动等不均匀的声音，这种现象在负荷小时不太明显，当发生开路时，因磁通密度的增加和磁通的非正弦性，硅钢片振动力加大，将产生较大的噪声。

(3)检查电流互感器二次回路端子、元件线头等有无放电、打火现象。

此现象可在二次回路维护和巡检中发现，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。

(4) 继电保护发生误动或拒动，这种情况可在误跳闸或越级跳闸时发现并处理。

(5)仪表、电能表、继电器等冒烟烧坏。

此情况可以及时发现。

上述表计烧坏都能使电流互感器二次开路，有、无功率表以及电能表远动装置的变送器、保护装置的继电器烧坏，不仅使电流互感器二次开路，同时也会使电压互感器二次短路。

以上只是检查电流互感器二次开路的一些基本线索，实际上在正常运行中，一次负荷不大，二次无工作，且不是测量用电流回路开路时，电流互感器的二次开路故障是不容易发现的，需要我们在实际工作中摸索和积累经验。

4 电流互感器二次开路后的处理
(1)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，对保护有无影响，汇报调度，解除可能误动的保护。

(2)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(如有旁路，可采用旁路供电，保证供电的可靠性)。

(3)尽量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，短接时应使用短路专用短接线，短路应妥善可靠，禁止采用熔丝或一般导线缠绕。

不得将回路的永久接地点断开；禁止在电流互感器与短路点之间的回路上进行任何工作。

(4)注意短接时的现象，若短接时有火花，则说明短接有效，故障点就在短接点以下的回路中，可进一步查找，若短接时无火花，可能是短接无效。

故障点可能在短接点以前的回路中，可以逐点向前变换短接点，缩小范围。

(5)在故障范围内，应检查容易发生故障的端子及元件，检查回路中工作时触动过的部位。

对检查出的故障，能自行处理的可立即处理，然后投入所退出的保护，若开路点在互感器本体的接线端子上，应停电处理。

若是不能自行处理的或不能自行查明的故障，应汇报上级主管部门，派人检查处理。

此时应先将电流互感器二次短路，或转移负荷，停电处理。

(6)在短接二次回路时，工作人员一定要坚持操作监护制，一人操作，一人监护。

与带电设备保持适当的安全距离。

操作人员一定要穿绝缘靴、戴绝缘手套和用带绝缘把手的工具。

5 结论语
电流互感器在运行中二次开路会产生许多不良后果：
a. 铁芯高度饱和使铁芯过热、烧坏线圈，还会在铁芯中产生剩磁，使电流互感器性能变坏，误差增大；
b.出现的高电压对电流互感器的一、二次绕组绝缘造成破坏、对人身及仪器设备造成极大威胁，甚至对电力系统造成破坏。

一次电路正常运行时，电流互感器二次侧电流比较小，在二次侧回路上工作的人员往往容易麻痹大意，不严格按照规程操作，运行中二次侧开路时有发生。

因此，工作人员应该认真、谨慎、严格按规程操作，并在工作中不断总结经验，对二次侧开路做到以预防为主，对已经出现的二次开路做到处理及时、准确。