一起220 kV電磁式電壓互感器故障原因分析

安懷忠，俞 華，王述明

（1.大同供電分公司廣靈支公司，山西 大同 037008；2.山西電力科學研究院，山西 太原 030001；3.晉中供電分公司，山西 晉中 030600）

一起220 kV電磁式電壓互感器故障原因分析

安懷忠1，俞 華2，王述明3

（1.大同供電分公司廣靈支公司，山西 大同 037008；2.山西電力科學研究院，山西 太原 030001；3.晉中供電分公司，山西 晉中 030600）

對一起PT故障事故解體后進行故障原因分析，總結了故障原因與預防措施。

電磁式電壓互感器；泄漏；電場畸變

0 引言

電磁式電壓互感器PT（Potential Transfomer）在電力系統扮演著重要的角色，因為它為電力系統提供了用于測量和保護的必要信息。本文結合一起PT故障情況進行了分析，并提出了相應的預防措施。

1 故障情況

2010年1月25日，一220 kV線路兩側保護動作跳閘，并重合復跳。故障錄波顯示為A相接地短路，該站故障測距0.04 km，最大故障電流18.8 kA。因此，初步判斷故障點在該站端。

經線路巡線和該變電站現場檢查，發現該站線路PT（A相）防爆膜破裂，PT下方地面散落有細小分子篩顆粒，同時據該站運行人員描述，事故發生時能明顯聽到較大的響聲，并能看見閃光。

2 PT投運后基本情況

該PT屬于220 kV變電站GIS設備，它主要實現GIS電氣參數的測量和保護。PT額定一次電壓為220/kV，SF6額定氣壓（20℃）為0.40MPa，最低運行壓力（20℃）為0.35MPa，于2007年8月投運，自投運至2009年12月19日運行良好。

2009年12月19日，此線路PT壓力下降報警，運行人員進行了帶電補氣。隨后運行人員每兩天到現場對壓力進行巡視檢查。

2010年1月11日此線路PT壓力又一次下降報警，運行人員再次進行了帶電補氣，仍然進行兩天一次的巡視檢查。在巡視過程中，未發現氣體壓力有明顯下降現象。

2010年1月15日決定在2月3日進行計劃停電，處理漏氣。

2010年1月25日，此線路PT再次出現低氣壓報警，運行人員在接到通知前往進行處理時，處理前發生線路跳閘，線路PT（A相） 故障、防爆膜破裂，如圖1所示。

圖1 事故后的PT防爆膜損壞情況

3 故障原因調查及分析

3.1 事故后PT密封性檢查情況

事故發生后，更換新防爆膜后對PT進行了密封試驗。試驗結果表明氣體年漏氣率為38%，遠大于國標的0.5%[1]，表明PT確實存在漏氣現象。試驗過程中發現PT主要有2處漏氣點：一處為絕緣子與PT殼體法蘭相連的螺栓處，另一處為PT殼體與底部法蘭連接處，如圖2所示。

圖2 絕緣子與PT殼體法蘭相連的螺栓存在氣體泄漏

3.2 解體檢查情況

對故障PT進行解體，解體后發現PT內部高壓電極組燒損、連接導線熔斷等情況，如圖3、圖4所示。

圖3 一次連接導線熔斷

圖4 PT下屏蔽板擊穿痕跡

3.3 直流電阻試驗

對PT的一、二次線圈直流電阻進行了測量，測量結果如表1所示。

表1 測量結果數據

注：事故后的直流電阻是折算至與出廠直流電阻在同一溫度下的值

通過對事故后的直流電阻值與出廠試驗數據進行對比發現，偏差在1%以內，初步判斷一、二次線圈沒有損壞。

3.4 故障過程分析

根據PT解體分析及事故前的運行情況認為：運行時PT因氣體泄漏，內部主絕緣強度降低，加之PT下屏蔽板和高壓電極組之間的電場畸變，在氣壓降低時發生對地放電，產生較大的短路電流，熔斷了PT一次繞組連接導線，形成一次導線、高壓電極屏蔽罩、PT下屏蔽板（接地）的放電回路，短路電流還使高壓電極組上、下部分別燒成面積約3～5 cm2的窟窿，見圖5、圖6。

PT底屏蔽板和高壓電極組之間的電場發生畸變的原因可能有以下幾種。

a）高壓電極組靠近PT底屏蔽板處有異物，當氣體壓力降到一定程度時就發生對屏蔽板放電。

b）高壓電極組制造有缺陷或高壓電極組裝配工藝有缺陷，如表面有尖端等。

c）高壓電極組有3個螺栓，這是導致電場畸變的原因。

圖5 高壓電極組放電

圖6 PT上部連接導線

4 PT故障原因總結與預防措施

4.1 故障原因

a）PT密封不良。正是在氣體壓力降低時，導致PT內絕緣強度下降而發生放電。

b）PT制造質量存在問題。PT底屏蔽板和高壓電極組之間的電場發生畸變而導致高壓電極組對地放電引起短路故障，大電流燒斷一次導線，內部巨大的能量導致PT防爆膜開裂。建議在PT生產過程中，要加強對PT制造工藝過程的監造，確保生產質量。

4.2 預防措施

a）要嚴格控制SF6的含水量。大量水分可能在設備內絕緣件表面產生凝結水，附在絕緣件表面，從而造成沿面閃絡，大大降低了設備的絕緣水平。因此必要時應對SF6氣體的微水含量進行測試[4]。

b）使用的密度繼電器報警壓力定值偏低，檢修人員沒來得及補氣就發生故障，建議提高密度繼電器的報警壓力。事故發生后，對省內所有同一型號的密度繼電器進行檢查和校驗，對有問題的及時進行更換。

c）密度繼電器報警后要求站內技術人員迅速報告調度部門和繼電保護維護部門，并迅速到位檢查、補氣。在壓力降低速度較快時，上報調度部門并迅速采取拉閘措施，防止事故的發生。

［1］ 中華人民共和國建設部.GB50150-2006，電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準［S］.中國計劃出版社，2006:9.

［2］ 國家電網公司.Q/GDW 168-2008，輸變電設備狀態檢修試驗規程［S］.中國電力出版社，2008:12.

［3］ 張古銀，郭守賢.高壓互感器的絕緣試驗［M］.上海：上海科學技術文獻出版社，1995:18.

［4］ 李建明，朱康.高壓電氣設備試驗方法［M］.北京：中國電力出版社，2001:208.

Analysis on a 220 kV PT Fault

AN Huai-zhong1， YU Hua2， WANG Shu-m ing3
（1.Datong Power Supply Company Guanglin Sub-branch，Datong，Shanxi 037008，China;2.Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan，Shanxi 030001，China;3.Jinzhong Power Supply Company，Jinzhong，Shanxi 030600，China）

A potential transformer was disassembled after fault.Based on the analysis，the reasons causing the faults are summarized and preventionmeasures are proposed.

electromagnetic potential transformer；leakage；electric field distorted

TM451

A

1671-0320-（2011）03-0028-03

2010-12-28，

2011-04-09

安懷忠（1968-），男，山西廣靈人，1993年畢業于太原理工大學電力系統及其自動化專業，工程師，技師；

俞 華（1980-），男，江西東鄉人，2007年畢業于湖南大學電器專業，工程師，從事變電設備的試驗研究及技術監督工作；

王述明（1963-），男，山西介休人，1999年畢業于武漢大學電力系統自動化專業，工程師，從事自動化工作。