一起由电容式电压互感器二次电缆绝缘受损导致母线被迫停用的事故分析

摘 要：本文介绍了一起由于母线电压互感器二次电缆接地导致电缆烧坏，使二次电压降低为0，被迫500kV一条母线停运的事故处理经过，分析了造成此次事故原因，重点从理论和运行维护的角度进行了深入分析。

关键词：电压互感器；二次接地短路；原因分析；预防措施

1 事故发生时运行工况

2014年6月25日，阵雨，某500kV变电站设备正常运行方式。

2 母线电压互感器二次回路故障情况简介

2.1 故障经过 ①2014年06月25日17点18分监控系统报：“500kV母线高抗SGR751保护1（国电南自）TV断线”动作，“500kV母线高抗SGR751保护2 TV断线”动作，“500kV母线电抗器保护1运行异常”动作，“500kV母线电抗器保护2运行异常”动作。②当值人员检查监控500kV#2母线一次电压，Ua：299kV，Ub：326kV，Uc：169kV。检查高抗保护装置，发现“PT断线”灯亮，液晶屏显示二次电压Ua：61.1V∠0°，Ub：69.57V∠260°，Uc：35.72V∠105°。③检查500kV#2母线电压互感器端子箱，发现端子箱后门右下角二次电缆出现发黑烧焦的现象，同时伴有火花和黑烟。随后发现500kV#2母电压互感器A相接线盒开始冒烟，同时手摸引下线钢管有烫手的感觉。④当值值长向网调申请将500kV#2母线由运行转热备用。2014年18点11分，500kV#2母线由运行转热备用；2014年06月25日9点05分，500kV#2母线由热备用转检修。

2.2 设备外观检查情况 ①对端子箱电压回路电缆外观进行检查，发现A相本体接线盒至端子箱电压二次电缆在端子箱内8芯外皮烧焦已露出裸铜线，A相本体接线盒二次电压电缆芯线已经粘连；B相本体接线盒至端子箱电压二次电缆在端子箱内4芯外皮烧焦；B相、C相本体接线盒二次电压电缆芯线未见异常。②检查端子箱及接线盒未发现任有进水现象，端子箱内部干燥，未发现任何进水现象。

3 母线电压互感器二次回路故障原因分析

根据电抗器保护液晶屏显示二次电压Ua：61.1V∠0o，Ub：69.57V∠260o，Uc：35.72V∠105o，同时根据监控电压曲线，初步分析为A相电压二次电缆在500kV2#母线电压端子箱处接地，与N600接地点构成回路，造成N600电位偏移，中性点电位漂移后各相电压变化如图1所示。由于电缆过热进而发展成A相电压二次电缆绝缘下降电缆外皮烧焦。

图1 中性点电位漂移后各相电压变化示意图

图2 第一时刻短路示意图

如上图所示，电压互感器开口三角通过电缆在电压互感器端子箱内短接。在第一时刻（16：55），电压互感器开口三角B相绕组与L602相连接的电缆在PT端子箱内距离A相电缆终端头10cm处外皮绝缘降低，发生接地短路。短路后，电压发生变化的原因分析如下：①接地故障造成500kV2#保护小室电压转接屏内500kV1#母线电压转接端子N600接地导线烧损，中性点偏移，而B、C两相的电压随中性点的偏移而发生变化。②接地故障点与原二次线圈接地点N600产生通路，使得B、C两相电流互感器二次绕组中通过短路电流。如等效电路图中所示， B、C两相线圈、2号保护小室到PT端子箱电缆以及1、2号保护小室电缆都存在一定的阻值，而此时在通路中的电流较大，因此会在各电阻上产生压降使得B、C两相电压产生变化。③在B相、C相剩余绕组短路后，会对保护使用的1a、1n绕组、2a、2n绕组，测量使用3a、3n绕组产生影响，并且短路电流使得B相、C相电压互感器中间变铁芯严重饱和，在和一次电容组成的串联谐振回路将达到起振条件，一次部分的过电压经中间变变换至二次侧，综合作用的结果，导致C相二次电压异常降低及B相二次电压的异常升高。与此同时，A相电压互感器一次、二次并无故障，可确保A相二次电压幅值恒定。

因A相电缆的L602芯通过较大的短路电流，使得端子箱内A相电缆温度急剧升高，和L602芯捆扎在一起的多颗电缆芯绝缘烧损。在第二时刻（17：20）L601芯因绝缘烧损发生接地短路，A相电压互感器剩余绕组被短接，造成此时刻A相电压下降，通过的电流急剧增大，电缆过热烧损。

4 现场处理情况

①500kV2号母线CVT A、B、C相高压试验，主要进行绝缘电阻、电容、介质损耗、二次直阻、变比试验，实验数据无异常。②根据现场检查情况及主控监控报表，该500kV变电站母线电压互感器A、B、C相二次发生长时间短路过流。厂家认为电压互感器二次长时间过流会对中间变压器绝缘产生巨大损伤，建议更换后返厂试验评估、维修。③综合厂家建议，检修人员连夜将2号母线电压互感器备品拉至现场，并进行三相更换。④更换A相、B相本体接线盒至端子箱电压二次电缆在端子箱二次电缆，进行绝缘、极性测试无异常。⑤进行所有500kV#2母线电压二次回路电缆绝缘检查，绝缘检查无异常。⑥增加500kV#2母线1、2#电抗器保护至故障录波器电压二次回路，解决不能有效监视2#母线电压二次回路。⑦对所更换的备品进行了高压试验，试验合格，可以投入运行。

参考文献：

[1]内蒙古超高压供电《武川变电站2号母线电压互感器二次电缆接地事故分析报告》.

[2]内蒙古超高压供电局《2010-2015年事故汇编》.

作者简介：安盛东（1980-），男，汉族，内蒙古超高压供电局，工程师，从事变电运行管理工作。