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摘要：本文通过介绍电流互感器二次开路对电力系统运行造成的影响，分析电流互感器二次开路产生的现象和特征。分析比较现有的几种电流互感器二次开路保护装置的设计原理、运行特点及其在实际应用过程中的不足之处，从而提出二次开路保护装置的具体改进方向和设计思路、应该具有的特性和功能。对电流互感器二次开路保护装置的应用改进起到积极的促进和实践指导作用。
关键词：电流互感器;二次开路保护;改进对策
电流互感器在电力系统中有非常重要的作用，它能够对一次电力系统进行隔离，使二次的各种继电装置、保护装置、测量仪表、修理设备、电脑系统等能够安全又准确地获得一次电流的信息。在使用电流互感器的过程中，要求二次侧始终保持回路连通。由于多种多样的原因，如：1、设备零件质量不合格;2、端子接头年久老化;3、工作人员工作失误和粗心;导致电流互感器的二次难免发生开路事故。而电流互感器二次在工作中是决不允许开路的，因此国内外很多专家和厂商研制了多种电流互感器二次开路保护装置以减少开路事故的发生。但在实际应用中各种保护装置的表现并没有达到人们的预期。
1 电流互感器原理及二次开路造成影响
电流互感器一次匝数较少，而二次匝数比较多，二次绕组和测量仪器和继电设备等装置串联在一起，这些仪器和设备阻抗很小，正常运行的时候，电流互感器二次侧的阻抗接近于零，近乎是短路的状态。一次交流电通过铁芯在二次侧产生电流，二次侧的电流通常比较小，产生的磁通正好和一次交流电产生的磁通抵消，起到去磁的作用。这样电流互感器才能正常运行。而当二次侧开路时，一次电流变为励磁电流，使铁芯中的磁通高度饱和，在二次侧产生很高的电压，高达几千甚至几万伏特。
电流互感器二次开路会造成严重的后果。首先，铁芯中的磁通高度饱和，这时，铁芯会因为过热而损坏，产生大量热量。其次，会使各种连接在电路上的仪表和設备损坏，造成经济损失，也会造成一次电力系统的破坏。最后，会给工作人员造成人身财产损失，严重的会危及工作人员的生命。因此，电流互感器二次开路保护装置显得非常重要。
2 电流互感器二次开路的现象和特征
当电流互感器二次开路时通常会发生以下这些现象：
1、二次侧回路中的仪表指示异常或者降低为零。当电流互感器二次开路时，在回路中的电流表指针通常会降为零，电能表的的转盘不转动或者转速明显变慢，功率表的指针读数降低或者变为零。对于这些实际可以观察的仪表，工作人员应该注意识别回路正常和开路之间的区别。对比各个仪表读数之间的差异。
2、电流互感器本身发热严重。由于铁芯中磁通高度饱和，铁芯处于严重发热状态，电流互感器发热，绝缘部分也会因为温度过高而产生异味甚至冒烟。可以使用温度测量仪器来测量电流互感器的温度，或者通过异味和是否冒烟来判断电流互感器二次侧是否开路。
3、电流互感器二次侧端子和电子元件的接头会有打火、放电现象。当二次侧开路时，二次侧会产生很高的电压。端子和电子元件的接头处会有打火或者放电现象。
4、电流互感器本身发出异常声响。由于励磁电流在铁芯中产生高度饱和的磁通，会使铁芯振动幅度加大，产生抖动和噪声。
3 目前电流互感器二次开路保护装置应用分析
3.1 当前电流互感器二次开路保护装置
目前的电流互感器二次开路保护装置大多采用过电压保护的方式。其大致工作原理如下：当电流互感器正常工作的时候，二次侧阻抗非常小，相当于短路，不影响二次侧仪器和继电设备的工作和测量。当电流互感器二次侧发生开路，二次绕组中产生极高的电压，远远高于正常工作时的电压，这时，通过和电流互感器连接的压敏电阻R或者其他能对高电压做出反应的装置发生动作，短接二次绕组两端，使其重新进入短路状态，消除高电压，从而避免过电压的危害。
目前，过电压式的保护装置有一下四种基本装置：
a.装置一的基本工作原理是：当电流互感器二次开路时，二次绕组电压升高，通过高电压来短接电流互感器的二次绕组。
b.装置二的基本工作原理是：将一个压敏电阻R和电流互感器二次绕组并联，电流互感器二次开路时，瞬间产生高电压，压敏电阻对高电压敏感，电阻变小，这样就实现了将二次绕组短接的功能，从而避免高电压的危害。
c.装置三的基本工作原理是：电流互感器的二次回路开路时产生高电压，保护装置的线圈受到高电压的作用，启动保护器使弹簧脱钩，使保护器两端接点短接，从而实现对电流互感器二次绕组的短接，避免高电压带来的危害。
除以上几种保护装置外，还有其他一些过电压保护装置，基本原理都相同，通过过电压来发生动作短接二次绕组实现保护的功能。
3.2 当前电流互感器二次开路保护装置的缺陷
现有的电流互感器二次开路保护装置普遍是通过过电压来采取保护动作的。现有的保护装置在实际使用过程中存在不少的缺陷。
1、保护装置动作时间慢。装置一的测量部分使用的是整流滤波电路，输入的电流大小是通过整流滤波电路输出的平均值的时间积累来实现的，动作时间比较慢。装置三通过保护装置使保护器弹簧脱钩，机械装置的动作时间较慢。由于电流的速度接近光速，动作装置的保护动作速度明显不在一个数量级上，这样势必造成二次开路故障发生后中间有一段时间没有采取保护措施。所以应尽量减少动作时间。
2、灵敏度不高。装置一虽然采用了一些复合三级管元件和装置来放大信号电流，但是和光隔并联的二极管有非常强的分流作用，从而导致进入光隔中的电流很小，这样电路整体的灵敏度就不高。
3、无法区分正常运行与故障运行状态。电力系统正常运行时，会因为切换电容器、系统落雷、切换一次电流运行方向时都会瞬间产生过电压，这时很多二次开路保护装置会认为二次侧发生开路故障，从而发生动作，进行了错误的保护。 4、对压敏电阻R限制过多。因压敏电阻R要在一定的过电压下才能导通，因此对压敏电阻R的选择就显得极为严格。如果选择过低会影响保护装置的正确动作，选择过高又无法对过电压做出正确的保护动作，导致人身财产损失。
5、无法显示有用信息，无法扩展和通讯。所有这些保护装置都是纯电路元件，无法传输故障信息和设备运行状态，更无法扩展接口，连接计算机进行实时监控。有些保护装置甚至只能一次性使用，无法验证装置的可用性。对电力系统运行形成了未知的隐患。
4 保护装置应用改进对策
一个良好的电流互感器二次开路保护装置应该具有以下功能：
1、最大限度地消除过电压，使二次侧绕组电压为零。减少过电压造成的设备、人身伤害。
2、动作反应时间要尽可能快。反应速度越快，造成的损失和伤害越小。
3、保护装置应能区分电力系统正常运行和二次开路之间的区别。避免误动作造成的损失。
4、保护装置的灵敏度要很高。高的灵敏度能提高保护装置的运行效率，对故障做出正确的反应。
5、保护装置应能长期使用。要求保护装置不能是一次性使用的产品，能够長时间正常运行，保护系统。
6、具备通信和传输能力。要求保护装置能够连接计算机，实时监控电力系统的运行状态，这样能更快速地处理事故，进行更科学的安全防护工作。
结束语：
本文介绍了电流互感器工作原理和二次侧开路带来的危害。通过分析现有几种保护装置的工作原理和不足之处，提出了电流互感器二次开路保护装置应该具有的基本功能。对电流互感器二次开路保护装置的设计有一定的积极作用。随着科学技术的不断提高，电流互感器二次开路保护装置能变得越来越完善，具有完全预防二次开路的能力，保护电力系统正常稳定运行。
参考文献：
[1]徐惜琼，林高翔，钱碧甫等.电流互感器二次开路保护装置的应用分析和改进[J].无线互联科技，2014，（3）：128-130.
[2]靳建峰，翁利民，扈艳玲等.一种新型的电流互感器开路保护装置[J].电力电容器，2005，（1）：6-10.
[3]谈强.电流互感器二次开路的危害及对策[J].广东电力，2009，22（7）：54-57.
[4]黎亮.从现有CT开路保护装置的缺陷谈及改进方向[J].科技信息，2010，（31）：753-754.
关键词：电流互感器;二次开路保护;改进对策
电流互感器在电力系统中有非常重要的作用，它能够对一次电力系统进行隔离，使二次的各种继电装置、保护装置、测量仪表、修理设备、电脑系统等能够安全又准确地获得一次电流的信息。在使用电流互感器的过程中，要求二次侧始终保持回路连通。由于多种多样的原因，如：1、设备零件质量不合格;2、端子接头年久老化;3、工作人员工作失误和粗心;导致电流互感器的二次难免发生开路事故。而电流互感器二次在工作中是决不允许开路的，因此国内外很多专家和厂商研制了多种电流互感器二次开路保护装置以减少开路事故的发生。但在实际应用中各种保护装置的表现并没有达到人们的预期。
1 电流互感器原理及二次开路造成影响
电流互感器一次匝数较少，而二次匝数比较多，二次绕组和测量仪器和继电设备等装置串联在一起，这些仪器和设备阻抗很小，正常运行的时候，电流互感器二次侧的阻抗接近于零，近乎是短路的状态。一次交流电通过铁芯在二次侧产生电流，二次侧的电流通常比较小，产生的磁通正好和一次交流电产生的磁通抵消，起到去磁的作用。这样电流互感器才能正常运行。而当二次侧开路时，一次电流变为励磁电流，使铁芯中的磁通高度饱和，在二次侧产生很高的电压，高达几千甚至几万伏特。
电流互感器二次开路会造成严重的后果。首先，铁芯中的磁通高度饱和，这时，铁芯会因为过热而损坏，产生大量热量。其次，会使各种连接在电路上的仪表和設备损坏，造成经济损失，也会造成一次电力系统的破坏。最后，会给工作人员造成人身财产损失，严重的会危及工作人员的生命。因此，电流互感器二次开路保护装置显得非常重要。
2 电流互感器二次开路的现象和特征
当电流互感器二次开路时通常会发生以下这些现象：
1、二次侧回路中的仪表指示异常或者降低为零。当电流互感器二次开路时，在回路中的电流表指针通常会降为零，电能表的的转盘不转动或者转速明显变慢，功率表的指针读数降低或者变为零。对于这些实际可以观察的仪表，工作人员应该注意识别回路正常和开路之间的区别。对比各个仪表读数之间的差异。
2、电流互感器本身发热严重。由于铁芯中磁通高度饱和，铁芯处于严重发热状态，电流互感器发热，绝缘部分也会因为温度过高而产生异味甚至冒烟。可以使用温度测量仪器来测量电流互感器的温度，或者通过异味和是否冒烟来判断电流互感器二次侧是否开路。
3、电流互感器二次侧端子和电子元件的接头会有打火、放电现象。当二次侧开路时，二次侧会产生很高的电压。端子和电子元件的接头处会有打火或者放电现象。
4、电流互感器本身发出异常声响。由于励磁电流在铁芯中产生高度饱和的磁通，会使铁芯振动幅度加大，产生抖动和噪声。
3 目前电流互感器二次开路保护装置应用分析
3.1 当前电流互感器二次开路保护装置
目前的电流互感器二次开路保护装置大多采用过电压保护的方式。其大致工作原理如下：当电流互感器正常工作的时候，二次侧阻抗非常小，相当于短路，不影响二次侧仪器和继电设备的工作和测量。当电流互感器二次侧发生开路，二次绕组中产生极高的电压，远远高于正常工作时的电压，这时，通过和电流互感器连接的压敏电阻R或者其他能对高电压做出反应的装置发生动作，短接二次绕组两端，使其重新进入短路状态，消除高电压，从而避免过电压的危害。
目前，过电压式的保护装置有一下四种基本装置：
a.装置一的基本工作原理是：当电流互感器二次开路时，二次绕组电压升高，通过高电压来短接电流互感器的二次绕组。
b.装置二的基本工作原理是：将一个压敏电阻R和电流互感器二次绕组并联，电流互感器二次开路时，瞬间产生高电压，压敏电阻对高电压敏感，电阻变小，这样就实现了将二次绕组短接的功能，从而避免高电压的危害。
c.装置三的基本工作原理是：电流互感器的二次回路开路时产生高电压，保护装置的线圈受到高电压的作用，启动保护器使弹簧脱钩，使保护器两端接点短接，从而实现对电流互感器二次绕组的短接，避免高电压带来的危害。
除以上几种保护装置外，还有其他一些过电压保护装置，基本原理都相同，通过过电压来发生动作短接二次绕组实现保护的功能。
3.2 当前电流互感器二次开路保护装置的缺陷
现有的电流互感器二次开路保护装置普遍是通过过电压来采取保护动作的。现有的保护装置在实际使用过程中存在不少的缺陷。
1、保护装置动作时间慢。装置一的测量部分使用的是整流滤波电路，输入的电流大小是通过整流滤波电路输出的平均值的时间积累来实现的，动作时间比较慢。装置三通过保护装置使保护器弹簧脱钩，机械装置的动作时间较慢。由于电流的速度接近光速，动作装置的保护动作速度明显不在一个数量级上，这样势必造成二次开路故障发生后中间有一段时间没有采取保护措施。所以应尽量减少动作时间。
2、灵敏度不高。装置一虽然采用了一些复合三级管元件和装置来放大信号电流，但是和光隔并联的二极管有非常强的分流作用，从而导致进入光隔中的电流很小，这样电路整体的灵敏度就不高。
3、无法区分正常运行与故障运行状态。电力系统正常运行时，会因为切换电容器、系统落雷、切换一次电流运行方向时都会瞬间产生过电压，这时很多二次开路保护装置会认为二次侧发生开路故障，从而发生动作，进行了错误的保护。 4、对压敏电阻R限制过多。因压敏电阻R要在一定的过电压下才能导通，因此对压敏电阻R的选择就显得极为严格。如果选择过低会影响保护装置的正确动作，选择过高又无法对过电压做出正确的保护动作，导致人身财产损失。
5、无法显示有用信息，无法扩展和通讯。所有这些保护装置都是纯电路元件，无法传输故障信息和设备运行状态，更无法扩展接口，连接计算机进行实时监控。有些保护装置甚至只能一次性使用，无法验证装置的可用性。对电力系统运行形成了未知的隐患。
4 保护装置应用改进对策
一个良好的电流互感器二次开路保护装置应该具有以下功能：
1、最大限度地消除过电压，使二次侧绕组电压为零。减少过电压造成的设备、人身伤害。
2、动作反应时间要尽可能快。反应速度越快，造成的损失和伤害越小。
3、保护装置应能区分电力系统正常运行和二次开路之间的区别。避免误动作造成的损失。
4、保护装置的灵敏度要很高。高的灵敏度能提高保护装置的运行效率，对故障做出正确的反应。
5、保护装置应能长期使用。要求保护装置不能是一次性使用的产品，能够長时间正常运行，保护系统。
6、具备通信和传输能力。要求保护装置能够连接计算机，实时监控电力系统的运行状态，这样能更快速地处理事故，进行更科学的安全防护工作。
结束语：
本文介绍了电流互感器工作原理和二次侧开路带来的危害。通过分析现有几种保护装置的工作原理和不足之处，提出了电流互感器二次开路保护装置应该具有的基本功能。对电流互感器二次开路保护装置的设计有一定的积极作用。随着科学技术的不断提高，电流互感器二次开路保护装置能变得越来越完善，具有完全预防二次开路的能力，保护电力系统正常稳定运行。
参考文献：
[1]徐惜琼，林高翔，钱碧甫等.电流互感器二次开路保护装置的应用分析和改进[J].无线互联科技，2014，（3）：128-130.
[2]靳建峰，翁利民，扈艳玲等.一种新型的电流互感器开路保护装置[J].电力电容器，2005，（1）：6-10.
[3]谈强.电流互感器二次开路的危害及对策[J].广东电力，2009，22（7）：54-57.
[4]黎亮.从现有CT开路保护装置的缺陷谈及改进方向[J].科技信息，2010，（31）：753-754.