电压互感器故障分析及防范措施探讨

摘要：荔城变110kVTEMP-110IU型电容式电压互感器在运行中出现PT二次电压断线信号。针对断线信号无法复归情况进行全面分析，总结故障的主要原因，并提出相应预防措施，供技术人员参考。

关键词：电压互感器；故障分析；防范措施

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）29-0122-02

CVT是由电容分压器和电磁单元组成的具有独特结构的电气设备，是高压网供电计量、保护、指示和同期用的重要设备，可兼作耦合电容器供电力波通讯线路、高频保护和远动通道之用，同时在实际应用中又能可靠阻尼磁谐振和具备优良的瞬变响应特性等。因此，其在110～500kV中性点直接地系统中得到了广泛应用。但由于受设计水平、工艺水平和原材料等多因素的影响，CVT投运后故障率远远高于常规的电压互感器和耦合电容器，严重影响了电网的安全运行。

CVT其原理结构如图l所示：Cl和C2组成电容分压器，中间变压器将C上抽出的电压降为低压，供测和保护用。补偿电抗器L用以补偿电容分压器的容抗，提高CVT的二次负载能力，P为保护问隙，Z用以阻尼CVT内部可能产生的铁磁谐振，BL为保护用避雷器，在电磁单元发生铁磁谐振时，降低变压器一次侧的电压。

CVT一般适用于110kV及以上电压等级变电站。目前，由于受设计水平、工艺水平、材料质量、现场维护等多种因素的影响，存在的质量问题较多，投运后故障率与常规的电压互感器和藕合电容器的故障率相比居高不下，大大降低电网供电的安全可靠性。全国110kV及以上变压器类设备运行情况和事故统计分析中明确指出“近年来，电容式电压互感器在安装、运行中发现的产品质量问题较多，年平均事故率有所增加，值得关注”。

本文针对荔城变110kVTEMP-110IU型电容式电压互感器在运行中出现PT二次电压断线信号等情况进行全面分析，总结故障的主要原因，并提出相应预防措施。

一、故障情况

2010年7月4日17：00，运行人员发现荔城变“110kVⅠ母线PT二次电压断线信号无法复归”的Ⅰ类缺陷，测量110kVⅠ母线A相PT二次无电压。

电压互感器参数如表1所示，电压互感器接线图如图2所示。

因CVT的过电压保护器击穿烧毁，测得的高压试验数据异常，底部油箱内的油色谱数据及微水严重超标，故分析认为该CVT的中间变压器绕组匝间短路及绝缘故障的可能性较大，应对其进行更换处理。

2.设备解体分析

通过对电压互感器进行解体，发现如下问题：底部油箱注油孔螺栓采用与箱沿紧固螺栓一样的产品，帽沿宽度不足；注油孔螺栓在未安装密封圈的情况下无法上紧到底，中间留有较大间隙；注油孔密封圈宽度不足，且采用双层密封圈，其中一枚已老化龟裂；吊离电容分压器后的底部电磁单元，油色较清，如图3所示；电抗器上面有部分黑色的碳化物，如图4所示；翻开接线板，可以明显地看出接线板底部的抽头端子“A”与“H”、抽头端子“L2”与“P2’”有明显的击穿放电现象，相对应的部位下方均有黑色碳化物存在。如图5所示。

另外，检修人员对电容分压器和电磁单元中的中间变压器进行相关高压试验，数据正常。

3.故障原因总结和防范措施

通过上述试验数据分析与解体检查，确定造成CVT故障的主要原因有：底部油箱注油孔的密封螺栓设计不合理，其帽沿过小且无法将密封圈上紧，水分由注油孔渗入底部油箱内，接线板受潮造成绝缘性能下降而击穿。

防范措施：对电压互感器底部油箱注油孔的密封螺栓进行改进，加大了帽沿的设计宽度；对CVT的底部油箱注油孔的密封圈进行更换，加大了密封圈的厚度以确保密封效果；统计同批次产品的数量，要求厂家提供改进后的注油孔螺栓及密封圈，结合设备停电予以更换；加强未整改设备底部油箱内变压器油的色谱分析；加强新投运设备的交接验收工作。

三、结束语

本文从电容式电压互感器的工作原理和结构特点着手，分析准确、迅速地处理电容式电压互感器故障的措施，可以得到以下结论：电容式电压互感器以其绝缘、阻尼铁磁谐振可靠性高、瞬变响应特性优良，以及能用来进行电网谐波监测的优势在电力系统中得到广泛应用，逐步取代电磁式电压互感器。电容式电压互感器在高压运行中经常出现故障的原因一是厂家设计和制造工艺不成熟，加工和装配质量粗糙，材料质量存在偏差。另一个原因是检修试验人员维护不良，以至于危害电力系统的安全和可靠性。因此，运行使用部门和制造部门必须高度重视，不断提高制造的工艺质量，重视运行维护管理。选择性能较好、质量可靠的电压互感器；加强检修、设备管理，将故障遏制在萌芽状态。

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