摘要：介绍了电流互感器过电压保护装置的工作原理及应用范围，提出一些关于参数选择的建议。

关键词：过电压保护装置；原理；应用

0  引言

电流互感器广泛应用于电力系统一次测量、计量和保护回路中。正常工作时，电流互感器二次侧的阻抗很低，电流互感器处于近似短路状态，输出电压很低。运行中互感器二次绕组一旦开路或一次绕组流过非常大的异常电流, 则会在二次侧产生数千伏的过电压，这不仅给二次系统绝缘造成危害，严重时还会使互感器过激而烧毁， 甚至危及工作人员的生命安全。为有效地防止因电流互感器二次开路引起的事故，近几年一种新型的保护装置即电流互感器保护装置被逐渐地应用到了电力系统中。

1  保护装置的工作原理

电流互感器过电压保护装置主要用于电流互感器二次侧由于各种异常引起的过电压保护。该保护装置并接于电流互感器二次绕组的两端，正常运行时泄漏电流极小，呈高阻状态。由于漏电流极小，对该回路保护动作值和表计准确精度的影响可以忽略不计，此时保护装置控制电路不工作。当电流互感器二次回路开路或一次侧绕组出现异常过电流时,在二次绕组中产生的电压高于正常运行电压, 此时保护装置能在过电压产生的瞬间可靠地将二次绕组短路并向远方和就地发出报警信号，电压有效地被限制在选定值以下，从而彻底避免了过电压危害。故障排除、装置复位后可重复使用。

2  保护装置的组成

过电压保护装置一般由电源模块单元、工作模块单元、显示模块单元组成。电源模块单元由开关电源装置和输出板组成。开关电源装置为整个保护装置提供电源，电源装置输入电源为直流或交流220 V。输出板主要接收控制模块传来的处理后的信息，对控制对象送出执行命令（如保护动作命令、报警信号等）。工作模块单元由非线性电阻、中央处理器等组成。

非线性电阻采集电流互感器二次侧相对地电压的信息，并将该信息经光电隔离后送入中央处理器，中央处理器将输入信息进行判断、处理后分别送入显示模块和输出板。显示模块单元由一些发光指示元件组成，主要接收控制模块传来的命令，使相应的发光指示元件动作并记忆存储。

3  保护装置的接线

一般情况下， 电流互感器均连在A、B、C 三相上，少数连接在两相上，个别连接在一相上。绝大多数为星形连接，少数为三角形连接。电流互感器过电压保护装置适用于电流互感器二次绕组为星形连接的方式。电流互感器二次绕组A、B、C 对应连接在过电压保护装置A、B、C 接线端子上。A、B、C 三相二次中心点（虚地N）连接在过电压保护装置的“N”接线端子上。若电流互感器只用A、B 绕组，C 相可以不接线，不会影响保护器正常工作。过电压保护装置内部接线一般采用模块化叠加设计，取消了板与板之间、板与壳体之间的所有连接导线，代之以性能可靠的接插件。这样解决了装置由于抗干扰性能差可能发生误动的隐患， 也为装置能经受高电压的冲击提供了可靠的保证。

4  应用范围及参数选择

在发电厂和变电站中，从经济、适用、安全角度考虑，110 kV 及以上的系统宜选用电流互感器过电压保护装置。110 kV 及以上系统之所以优先选用电流互感器过电压保护装置，是因为这些系统的电流互感器绝大部分安装在户外， 离测量、保护装置较远，互感器开路的几率较大；另外，互感器担负的任务重、造价高，开路后果严重，对电力的生产及输送影响很大。在资金允许的条件下，6 kV 及以上的系统也可考虑选用该保护装置， 能提高系统的安全运行水平，节约运行人员的巡视时间。

电压保护装置在安装时应尽量靠近互感器，便于巡视。在户外安装过电压保护装置时，需配智能加热器，以保证保护装置的控制元件不会因温度过低而拒动。电流互感器过电压保护装置在选用时，应注意以下几个参数的选择：

（1） 泄漏电流的选择。从电流互感器过电压保护装置的工作原理中可以看出，泄漏电流越小，电流互感器的误差越小。实际应用中，漏电流被限制在μA（小于5 μA）级范围内，对保护及测量、计量回路的影响可以忽略不计。

（2） 导通电压的选择。导通电压是电流互感器过电压保护装置的动作电压，当电压超过设定值时，保护装置动作。导通电压的选择十分重要，它决定着装置是否能正确动作。电流互感器在开路时产生的过电压是一个很复杂的过程，所产生的电压峰值与开路前电流互感器所带的二次负载、电流互感器磁性材料特性、电流互感器二次绕组匝数等有关，计算起来比较复杂， 现在各个生产厂家还没有一个明确的数据，一般厂家给定的值为150 V（范围可调节）。此值是通过二次设备能承受的最大过电压的值反算的，并不代表实际的过电压的值，但能保护二次设备不被击穿。此值适用于短路水平较小、电流互感器距设备保护装置较近的系统。假如系统的短路水平较大、电流互感器距设备保护装置较远、电缆较长时，导通电压需经计算，躲过系统短路时在电流互感器电缆上产生的压降； 否则设备保护装置的动作时间一旦小于电流互感器过电压保护装置的动作时间，在短路时，由于TA 被短接，设备保护装置将拒动。

（3） 导通时间的选择。互感器过电压保护装置的导通时间是指从检测到过电压到执行元件动作、将二次绕组可靠短接的时间。理论上分析，该时间越短越能有效地抑制过电压。实际应用中，导通时间一般应小于1 个周波的时间，即小于20 ms。导通时间之所以小于20 ms 的原因是由于运行的电流互感器最高过电压产生在开路后的第1 个周波内，即20ms 内，如果在过电压产生后的第1 个周波内电压开始上升时不能成功地将其抑制，而在产生了过电压后保护才导通，是徒劳无益的，此时设备已被击穿。

目前， 电流互感器过电压保护装置已在多个电厂应用，用户运行报告显示：装置性能稳定、动作准确，是一种可靠的新型保护产品。

5  结束语

电流互感器过电压保护装置解决了电流互感器开路产生过电压的问题， 消除了由于电流互感器断线、接线端子接触不良等问题产生的安全隐患，避免了设备的烧毁、击穿等事故的发生，为运行人员及时了解和掌握设备的运行工况提供了一个全新、可靠的设备，应用前景广阔。