電壓互感器故障分析及防范措施探討

摘要：荔城變110kVTEMP-110IU型電容式電壓互感器在運行中出現PT二次電壓斷線信號。針對斷線信號無法復歸情況進行全面分析，總結故障的主要原因，并提出相應預防措施，供技術人員參考。

關鍵詞：電壓互感器；故障分析；防范措施

中圖分類號：TM451 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0122-02

CVT是由電容分壓器和電磁單元組成的具有獨特結構的電氣設備，是高壓網供電計量、保護、指示和同期用的重要設備，可兼作耦合電容器供電力波通訊線路、高頻保護和遠動通道之用，同時在實際應用中又能可靠阻尼磁諧振和具備優良的瞬變響應特性等。因此，其在110～500kV中性點直接地系統中得到了廣泛應用。但由于受設計水平、工藝水平和原材料等多因素的影響，CVT投運后故障率遠遠高于常規的電壓互感器和耦合電容器，嚴重影響了電網的安全運行。

CVT其原理結構如圖l所示：Cl和C2組成電容分壓器，中間變壓器將C上抽出的電壓降為低壓，供測和保護用。補償電抗器L用以補償電容分壓器的容抗，提高CVT的二次負載能力，P為保護問隙，Z用以阻尼CVT內部可能產生的鐵磁諧振，BL為保護用避雷器，在電磁單元發生鐵磁諧振時，降低變壓器一次側的電壓。

CVT一般適用于110kV及以上電壓等級變電站。目前，由于受設計水平、工藝水平、材料質量、現場維護等多種因素的影響，存在的質量問題較多，投運后故障率與常規的電壓互感器和藕合電容器的故障率相比居高不下，大大降低電網供電的安全可靠性。全國110kV及以上變壓器類設備運行情況和事故統計分析中明確指出“近年來，電容式電壓互感器在安裝、運行中發現的產品質量問題較多，年平均事故率有所增加，值得關注”。

本文針對荔城變110kVTEMP-110IU型電容式電壓互感器在運行中出現PT二次電壓斷線信號等情況進行全面分析，總結故障的主要原因，并提出相應預防措施。

一、故障情況

2010年7月4日17：00，運行人員發現荔城變“110kVⅠ母線PT二次電壓斷線信號無法復歸”的Ⅰ類缺陷，測量110kVⅠ母線A相PT二次無電壓。

電壓互感器參數如表1所示，電壓互感器接線圖如圖2所示。

因CVT的過電壓保護器擊穿燒毀，測得的高壓試驗數據異常，底部油箱內的油色譜數據及微水嚴重超標，故分析認為該CVT的中間變壓器繞組匝間短路及絕緣故障的可能性較大，應對其進行更換處理。

2.設備解體分析

通過對電壓互感器進行解體，發現如下問題：底部油箱注油孔螺栓采用與箱沿緊固螺栓一樣的產品，帽沿寬度不足；注油孔螺栓在未安裝密封圈的情況下無法上緊到底，中間留有較大間隙；注油孔密封圈寬度不足，且采用雙層密封圈，其中一枚已老化龜裂；吊離電容分壓器后的底部電磁單元，油色較清，如圖3所示；電抗器上面有部分黑色的碳化物，如圖4所示；翻開接線板，可以明顯地看出接線板底部的抽頭端子“A”與“H”、抽頭端子“L2”與“P2’”有明顯的擊穿放電現象，相對應的部位下方均有黑色碳化物存在。如圖5所示。

另外，檢修人員對電容分壓器和電磁單元中的中間變壓器進行相關高壓試驗，數據正常。

3.故障原因總結和防范措施

通過上述試驗數據分析與解體檢查，確定造成CVT故障的主要原因有：底部油箱注油孔的密封螺栓設計不合理，其帽沿過小且無法將密封圈上緊，水分由注油孔滲入底部油箱內，接線板受潮造成絕緣性能下降而擊穿。

防范措施：對電壓互感器底部油箱注油孔的密封螺栓進行改進，加大了帽沿的設計寬度；對CVT的底部油箱注油孔的密封圈進行更換，加大了密封圈的厚度以確保密封效果；統計同批次產品的數量，要求廠家提供改進后的注油孔螺栓及密封圈，結合設備停電予以更換；加強未整改設備底部油箱內變壓器油的色譜分析；加強新投運設備的交接驗收工作。

三、結束語

本文從電容式電壓互感器的工作原理和結構特點著手，分析準確、迅速地處理電容式電壓互感器故障的措施，可以得到以下結論：電容式電壓互感器以其絕緣、阻尼鐵磁諧振可靠性高、瞬變響應特性優良，以及能用來進行電網諧波監測的優勢在電力系統中得到廣泛應用，逐步取代電磁式電壓互感器。電容式電壓互感器在高壓運行中經常出現故障的原因一是廠家設計和制造工藝不成熟，加工和裝配質量粗糙，材料質量存在偏差。另一個原因是檢修試驗人員維護不良，以至于危害電力系統的安全和可靠性。因此，運行使用部門和制造部門必須高度重視，不斷提高制造的工藝質量，重視運行維護管理。選擇性能較好、質量可靠的電壓互感器；加強檢修、設備管理，將故障遏制在萌芽狀態。

參考文獻：

[1]陳文龍.淺談兩起110kV電容式電壓互感器故障[J].高壓電器，

2005，41（1）：80-81.

[2]吳垂明.電容式電壓互感器的故障分析與預防[J].廣東科技，

2011，（16）.

[3]陳少華，余耀權.電容式電壓互感器二次電壓異常分析與處理[J].變壓器，2004，41（2）：45-46.

[4]陳潤穎，王周祥.電容式電壓互感器介損增長異常分析[J].電網與清潔能源，2012，（4）.

[5]王志全.110 kV電容式電壓互感器故障原因檢查分析[J].高電壓技術，2005，31（12）：80-81.

[6]陳潤穎，王香，張孝軍，等.一起由接地網引起的電容式電壓互感器故障分析[J].廣東電力，2013，（8）.

[7]陳煒，裴愛華.電壓互感器的使用及其故障分析[J].電力設備，

2005，9（6）：61-63.

[8]王亞平，岳永剛.電容式電壓互感器自激法測試原理及其試驗電壓的選取[J].內蒙古電力技術，2010，（6）.

（責任編輯：王祝萍）