当电压互感器爆裂原因剖析及防范措施

电压互感器爆裂原因剖析及防范措施

在6～35kV的中性点非有效接地系统中，由于变压器、电压互感器、消弧线圈等设备铁心电感的磁路饱和作用，激发产生持续的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振。这种谐振产生的过电压的幅值虽然不高，但因过电压频率往往远低于额定频率，铁心处于高度饱和状态，其表现形式可能是相对地电压升高，励磁电流过大，或以低频摆动，引起绝缘闪络、避雷器炸裂、高值零序电压液压伺服UTM实验机可以进动态测试和疲劳实验分量产生、虚幻接地现象出现和不正确的接地指示。严重时还可能诱发保护误动作或在电压互感器中出现过电流引起PT烧坏。

    1 故障现象及相关数据

    6kV系统共有八段，采用的是上海华通开关厂生产的电气组合柜，该厂设备自投产以来，主部件未发生大的缺陷，但其辅助测量PT发生了8台次损坏，现象表现为本体炸裂、内部绝缘物质喷出故障，致使6kV系统的相关保护不能投运，部分自动功能无法实现。这给厂用系统的安全稳定运行带来了极大的隐患。

    2 故障原因初探

    根据故障现象，经过初步判断，估计是由于下述的几个原因所致。

    1)产品质量不好：如果由于产品本身绝缘、铁心叠片及绕制工艺不过关等，均可能致使电压互感器发热过量使绝缘长期处于高温下运行，从而导致绝缘加速老化，出现击穿。该类型的电压互感器一次侧绕组发生匝间短路，这样电流会迅速增大，铁磁也将迅速饱和从而导致谐振过电压，使绝缘击穿，高压熔断器被熔断。

    2)电压互感器二次负荷偏重，一、二次电流较大，使二次侧负载电流的总和超过额定值，造成PT内部绕组发热增加，尤其是在电压高于PT额定电压(6kV)情况下，PT内部发热更加严重；再者，该系统属于中性点非有效接地系统，故一次侧电压在运行中容易发生偏斜，当某相出现高电压时，该相PT更加容易发生热膨胀爆裂。

    编号电压互感器型号现象备注

    601VKI7.2C相爆裂，引起匝间短路更换为JDZX型把我省打造成具有国内先进水平和全球影响力的新材料产业强省电压互感器后，投运不到两天时间，又发生B相爆裂，引起匝间短路

    603VKI7.2A相爆裂，引起匝间短路

    604VKI7.2A相爆裂，引起匝间短路

    606VKI延长使用寿命7.2A、C相爆裂，引起匝间短路

    607VKI7.2A、C相爆裂，引起匝间短路

    主要技术参数：变比600/根号3/100根号3/100/3，额定容量90/100VA，上海互感器厂

    注：1)VKI7.2型电压互感器为引进型，国内相应的产品型号为JDZX；6kVⅠ段至Ⅷ段各有一组(3台)变比为6000/3／100/3／100/3的互感器，2)工艺为树脂浇注式半绝缘，一次中性点的耐受为3kV(出厂值)。

    3) 由于铁磁谐振而造成电压从而产生误差互感器被击穿，因为：被击穿的电压互感器所处的母线带的负荷呈感性的比较多，特别是Ⅲ、Ⅳ段，带有大容量的深井泵，在负荷分配上其感抗大于容抗，由于某种原因，而使系统电压波动(如深井泵频繁启停等)，使电路中电流和电压发生突变，可能导致电压互感器铁心迅速饱和、感抗减小，当感抗小于容抗时，将产生铁磁谐振，导致电压互感器激磁电流增大几十倍，而过电压幅值将达到近2.5Ue，甚至于达到3.5Ue以上，而且持续时间较长，电压互感器在这样大电压、大电流下运行，使本身的温度也迅速升高，导致损坏。根据上述的分析，为此组织QC小组对其原因进行分析，同时派人外出调研，调研结果表明：(1)应不存在产品质量问题，原因是该互感器在华东地区广泛采用，从收集的资料上看，该厂产品的业绩是良好的，虽然在某些地方也曾出现过一些问题，但象二滩电厂这样大量的损坏是没有的。(2)怀疑电压互感器二次负荷偏重导致PT损坏的理由也不成立，原因是该PT0.5级二次绕组额定容量为90VA，在1998年11月16日，测量了604PT二次侧星形接线负荷，在二次接线回路上施加100V的三相交流电源(停用备自投)，测得Ia=0.61A，Ib=1.05A，Ic=0.605A，测得星形接线负荷容量：Sa=35.2VA，Sb=60.6VA，Sc=35VA，PT总输出容量为105.6VA；次日，测量