刘朋蓓 丁鹏程 赵坤 王吉 燕堃堃
国网东营供电公司 山东 东营 257091
摘要：众所周知，正常运行时，CT的二次侧几乎就是在接近短路的状态下运行的，二次电流产生的磁势，被用来平衡一次电流的磁势，一次电流与二次电流大小的比值即为该CT的实际变比。若CT的二次侧突然开路，其二次电流瞬间为零，回路阻抗无限大而磁势消失，一次侧磁势失去二次侧磁势的平衡作用，原边电流将全部被用来励磁，从而使得CT瞬间严重饱和、发热，快速变化的磁通在二次侧感应出瞬时的高压，其峰值可达数千伏，回路上所有设备、线缆的绝缘将因瞬时过压而被击穿甚至可能发生设备烧毁、爆炸等一系列严重后果。基于此，有必要对电流互感器二次短接防护装置进行探究。
关键词：电流互感器；二次短接；防护装置；研制
一、CT二次侧开路而造成事故的原因
大量的敞开式变电站的存在，使得CT的二次端子接线盒、端子箱常年在室外风吹日晒，恶劣的运行环境导致回路端子受潮，压接螺丝和垫片严重锈蚀，阻抗增大直至引发二次侧开路；电流端子排质量不合格，例如试验端子连片有肉眼不可见的裂缝等情况，用力紧固后裂缝进一步扩大，造成二次回路阻抗增大，CT发热、异响，不及时处理很快就演变为二次侧彻底开路；工作人员操作失误，二次安全措施打开的电流连片在工作结束后忘记恢复，直接导致CT二次侧开路。
二、可行性分析
通过在被短接相与N相之间串接有流指示装置，既能灵敏的反应短接电流，又便于肉眼观察判断。因此，短接时电流可视化的目标可行。
防误拆、漏拆功能实现起来有多种方式，例如可以为装置加装具备短接时长倒计时提醒功能的辅助单元模块。目前，市面上的相关辅助单元模块技术已经十分成熟。因此，自带防误拆、漏拆提醒功能的目标可行。
装置基于理想化无阻原件实现短接功能，再辅以可变电阻调节装置总阻抗，上述目标不难实现。因此，装置短接电阻在0.3~0.4Ω之间的目标可行。
小组成员全部具有大学本科及以上学历，且多名成员具有多年QC活动经验，理论加实践能力都有充分保障。此外，小组成员中有4人参与过2013年度常青藤QC小组的创新型课题《便携式电流互感器极性测试装置的研制》，积累了丰富的设备小型化设计、组装焊接等方面的有益经验，对此次QC活动的开展帮助不小。
三、对策实施
3.1安装一根针式香蕉插头
小组成员前往东营五金市场，选购了一根针式香蕉插头。按照设计图纸，使用电烙铁对一根针式香蕉插头与导线进行焊接。对连接线缆的每根导通回来进行测试，使用万用表欧姆档测量回路的连通性。连接回路的导通性测试结果电阻值均≤0.3Ω，符合要求。
3.2安装霍尔电流传感器采集模块
小组成员前往东营新华数码电子城，购买霍尔电流传感器。在工作室搭建了简易电路，对霍尔电流传感器的采集测量精度进行了试验，采集1A电流值，采集100次，测量值折算成原边电流值。得出以下的结论：数据采集误差≤5%，在要求的误差范围内。从测试结果看，满足了目标值的要求。
3.3安装逐次比较性模数转换器
小组成员前往东营五金市场，购买逐次比较性模数转换器。对购买逐次比较性模数转换器进行外观、电路结构进行检查，均合格。搭建显示屏工作电路，分别输入显示值1.00、9.00，进行十次试验，读取显示屏显示结果。显示值能够达到5.00，分辨率符合要求。
3.4安装段位显示屏
小组成员前往东营五金市场，购买段位显示屏。对购买段位显示屏进行外观、切割尺寸、气泡进行检查，均合格。搭建显示屏工作电路，分别输入显示值1.00、9.00，进行十次震动试验，读取段码显示屏显示结果。10分钟震动试验后坏点数为0，符合要求。
3.5安装锂电池对电路进行供电
小组成员前往东营五金市场，选购了10块2000mAh的锂电池。对策检查五：将10块锂电池进行编号为1-10，并进行安装调试，用万用表准确级为±（0.5%+3字），测量输出值。电池电压波动范围≤10%,满足了目标值的要求。
3.6安装压电式蜂鸣器
小组成员前往东营五金市场，选购了压电式蜂鸣器。对策检查六：对购买的10只压电式蜂鸣器编号为1-10，进行声音强度试验。在蜂鸣器正负极施加5V直流电压，小组成员在离声源10m处用手持式分贝仪测试声音强度。10m外，压电式蜂鸣器声音强度≥（70±3）dB，声音强度符合要求。
3.7安装集成电路式计时模块
小组成员前往东营五金市场，选购了集成电路式计时模块在工作室用±5V直流电源对集成电路式计时模块进行供电，倒计时设为1分钟，对购买的10只蜂鸣器分别进行倒计时试验，同时按下秒表，当蜂鸣器发声时，将秒表暂停，记录秒表显示时间；使用示波器对集成电路式计时模块相应针脚（蜂鸣器正负极）进行测量，观察示波器波形，是否稳定输出高电平。倒计时时间差值≤±50ms，准确输出高电平，满足目标值要求。
3.8利用聚氯乙烯树脂制作绝缘屏蔽部分
在电气连接和显示屏制作完成后，小组成员开始制作绝缘外壳。考虑到重量轻、携带、使用方便，小组成员对应电气连接及显示屏的大小形状，尽可能的减少外壳体积。通过对电气连接、显示屏尺寸的测量、计算及5次试组装，确定了外壳的形状和尺寸。外形尺寸：200mm×100mm×20mm。结合设计出的外壳尺寸，小组成员绘制了外壳结构图及设计图纸，到工厂代为进行外壳加工20个。加工完成后对到货外壳进行了测量。对使用游标卡尺对其中的10个外壳测量。加工的绝缘外壳长宽高误差≤±0.3mm，在要求的误差范围内，满足了设计方案要求。
3.9组装调试
把防护装置按顺序组装起来，并搭建实验平台，对装置进行调试试验。在实验平台中的端子排的左侧利用继电保护仪恒定输出五路相同大小的电流，测试分四组，四组电流大小分别为1A、2A、3A、4A，模拟CT二次侧电流。在端子排的右侧，将短接装置六只香蕉插头全部插入端子排内，每组插拔10次，记录显示屏电流读数，以A端子为公共端，用万用表欧姆档测试A-A’、A-B、A-B’、A-C、A-C’回路电阻阻值。本短接装置能够100%可靠实现短接功能。显示屏读数显示：误差符合（1.5%+3）的准确等级，电流读数准确。因此，我们的目标实现了！
四、效益分析
研制的便携式CT回路带电短接装置结构简单，投入使用后能够可靠的短接CT回路，并且具有测量装置能够直观的看出CT回路短接情况，为检修人员CT短接操作时提供了可靠的安全保障。同时，便携式CT回路带电短接装置有效地避免了拆除过程中漏拆的情况发生，极大地保证了安全效益。
五、结语
该便携式CT回路带电短接装置结构简单，成本低廉，安装便捷，适用性强，可广泛应用于各类端子排上可靠短接CT回路，并且具有测量装置能够直观的看出CT回路短接情况。目前，我们已与厂家达成协议，共同开发出系列产品，预计市场前景广阔。产品投入市场后，将会创造巨大的效益。此次活动，研制了便携式CT回路带电短接装置，成功地解决了以往CT回路带电短接安全性差和效率较低的问题，提高了小组成员的技术水平、业务素质，增强了质量管理意识，而且增强了成员的凝聚力，激发了成员的学习热情。
参考文献
[1]张甲,郭雨晴,孙龙龙,等.便携式CT测试仪通流试验钳[J].百科论坛电子杂志,2019(6):553.
[2]侯战斌,郭飞,闻志国,等.电流互感器二次侧接入状态在线监测装置技术[J].科技和产业,2020,20(4):181-185.
[3]胡庆春.电流互感器二次侧开路故障分析[J].电力大数据,2017,20(11):6-7,5.