一起電容式電壓互感器發(fā)熱故障的異常分析

郭志斌　莊建煌

【摘 要】針對一起35kV電容式電壓互感器異常發(fā)熱的現(xiàn)象，分析發(fā)熱故障原因，并提出相關的防范措施及建議，供技術人員參考。

【關鍵詞】異常發(fā)熱；故障原因；防范措施建議

0 引言

近年來，電容式電壓互感器（以下簡稱CVT）由于其維護方便，主絕緣主要由分壓電容器承擔，不易造成惡性事故；運行可靠性高、結構較簡單，在電網(wǎng)中廣泛應用。但是由于受廠家的生產(chǎn)工藝、設計、材料等因素的影響，CVT存在的質量問題也比較多，故障率也較高，嚴重威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。為了能夠及時發(fā)現(xiàn)CVT在運行中存在的內(nèi)部故障，必須定期對其進行油色譜分析或專項普查。

1 異常現(xiàn)象

2015年4月份，公司組織對68臺35 kV及以上CVT專項油色譜分析普查，在取樣時發(fā)現(xiàn)某35kV線路PT（某公司產(chǎn)品，型號TYD35/√3-0.01FH，出廠日期2008年5月）電磁單元油箱異常發(fā)熱，其油箱壁人手已不能觸摸，觀察CVT電磁單元油位窗口已無法看到油位分界線。發(fā)現(xiàn)異常后，立即對該CVT進行了紅外測溫檢查，發(fā)現(xiàn)該CVT電磁單元箱壁溫度達到65℃，比相鄰間隔線路CVT溫度高出近40℃。

接下來對CVT電磁單元進行了油取樣分析，發(fā)現(xiàn)油樣油色是黃褐色，并可聞到濃烈的燒焦味。經(jīng)對油樣油色譜分析發(fā)現(xiàn)油中氫氣、乙炔、總烴含量均已嚴重超過注意值（數(shù)據(jù)見表1），油中氫氣、乙烷、乙烯含量占主要成分，初步判斷故障點溫度較高并存在電弧放電性故障，經(jīng)向上級匯報后立即將該CVT停運。

2 檢查過程

對該CVT分別測量了分壓電容的絕緣電阻、介質損耗因數(shù)tgδ、電容量和中間變壓器的絕緣電阻均正常，但在做空載伏安特性試驗時發(fā)現(xiàn)主二次繞組剛加壓至29V，空載電流即達到5000mA，初步懷疑中間變壓器存在故障。

接著對CVT放油進行內(nèi)部檢查，吊開電容單元后發(fā)現(xiàn)電磁單元油箱內(nèi)部的補償電抗器線圈（如圖1紅色箭頭處）外層的絕緣層已全部受熱融化，其它設備外觀正常；進一步解體檢查，發(fā)現(xiàn)中間變壓器分接頭處有放電痕跡，補償電抗器繞組匝間、層間均已燒穿，有幾匝銅線已熔化在一起。

3 故障原因分析

圖2為電容式電壓互感器的原理圖，通過對該 CVT解體及試驗情況分析，認為造成該CVT故障的原因是：

由于該CVT中間變壓器分接頭處對地發(fā)生火花放電，將中間變壓器一次主繞組短接，使得分壓電容C2上的電壓全部加于補償電抗器L上，又由于間歇性的弧光短路引起補償電抗器L中電流發(fā)生突變，在補償電抗器L中感應出高壓，造成補償電抗器分接頭匝間和層間短路并熔化。由于短路點溫度極高，將周圍的絕緣油加熱，并將溫度傳遞到油箱外殼，使得CVT電磁單元油箱發(fā)燙。由于本次故障發(fā)現(xiàn)及時，并未發(fā)生嚴重后果。

4 防范措施及建議

1）通過油色譜分析可以及時發(fā)現(xiàn)CVT存在的潛伏性故障，盡管狀態(tài)檢修規(guī)程將油色譜試驗列為診斷性試驗項目，但由于電容式電壓互感器的制造工藝、材質等問題，對其定期進行油色譜試驗是非常必要，建議在新設備投運一年后及停電檢修時應做一次油色譜試驗，對于運行中發(fā)現(xiàn)電磁單元油箱溫度異常或發(fā)出異常響聲的CVT，應立即取油樣色譜分析試驗。

2）對于電容式電壓互感器，如發(fā)現(xiàn)滲漏油時應及時消缺，運行中如發(fā)現(xiàn)電磁單元油箱油位異常升高時應立即查明原因，防止因電容單元絕緣油泄漏而引發(fā)設備故障。

3）當發(fā)現(xiàn)電容式電壓互感器tgδ增長時，應盡快予以處理或更換。

4）進行檢修試驗時，應注意不要使電容式電壓互感器二次側短路，以免因短路造成保護間隙連續(xù)火花放電，造成過電壓而損壞設備。

5）對于較高電壓等級的電容式電壓互感器必要時應進行局部放電測量，同時還應進行二次繞組絕緣電阻、直流電阻測量，并將測量結果與出廠值和標準值進行比較，差別較大時應分析原因，必要時還應增加試驗項目，以查明原因，不合格的互感器不得投入運行。

6）積極開展CVT設備在線監(jiān)測工作和紅外熱成像掃查，以便及時發(fā)現(xiàn)異常設備。

5 結束語

電容式電壓互感器是電力系統(tǒng)中的重要設備，其能否正常運行將直接影響到電力系統(tǒng)的安全。在日常運行中，應加強對CVT電磁單元的監(jiān)測維護，發(fā)現(xiàn)異常應及時取油進行油色譜、微水試驗，同時要定期進行紅外熱成像分析，以便及時發(fā)現(xiàn)設備的缺陷。

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