電壓互感器損壞原因分析及措施

摘 要：本文通過案例對變電站電壓互感器故障原因進行分析，并提出防范措施。

關鍵詞：電壓互感器；損壞；措施

中圖分類號：TM451 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

隨著時代的發展，電力企業也在改革中不斷地完善自身的發展。電壓互感器作為電力企業供電安全的重要保證，對供電質量及力電行業的整體運營都具有十分重要的意義。同時隨著我國經濟的發展，國內企業用電量越來越大，這對電力企業的供電可靠性提出了更高的要求。那么，如何保證供電安全可靠性冉然已經成為了目前電力企業最為關注的事情，也是電力企業相關人員必須要解決的事情。

一、電壓互感器的作用

所謂的電壓互感器主要是指一個帶有鐵心裝置的變壓器，它主要是由一、二次線圈以及鐵心、絕緣部分所組成。電壓互感器在工作時，當給一次電阻施加一個電壓U時，在鐵心中就會相應地產生一個磁通φ。我們根據電磁感應運動的定律可知，此時在二次繞組是也會相應地產生一個二次電壓U2。以此來改變一、二次繞組的數值。同時，當電壓互感器運行時，會產生一次電壓與二次電壓不同的電壓比值，因此也就可以形成不同比值的電壓互感器。另外，當電壓互感器運行時，會將電路中的高電壓按照一定的比值轉換為低電壓，以適應各類供電要求。

電壓互感器通常是將一次側接入到一次系統中，而二次側則接入到測量儀器或是繼電保護裝置中。電壓互感器的結構與變壓器的結構十分相似，它主要是由兩個繞組組成，而兩個繞組又同時繞在互感器內部鐵心上。兩個繞組以及鐵心上都有一層絕緣保護裝置。從而使兩個繞組以及鐵心之間的電氣被完好的隔絕開。電壓互感器在運行時，通常是將一次繞組并聯接入輸出線路上，而二次繞阻則并聯接入儀器或繼電保護裝置上，從而在電壓互感器測量高壓線路上的電壓時，即使一次電壓較高，二次電壓也會偏低，大大地提升了操作的安全系數，對其它設備起到了一定的保護作用。

二、電壓互感器損壞原因

電壓互感器對測量電壓正常值及供電安全都是十分重要的。但就目前而言，在電壓互感器運行過程中，都會或多或少地因為某種原因造成電壓互感器的損壞。經過了工作人員的不斷排查與研究，歸納出了幾點引起電壓互感器損壞的原因，具體如下：

（一）實例分析

引起電壓互感器損壞的最主要原因是由諧振過電壓而引起的。本文結合我公司2011年發生的一起電壓互感器爆炸事件為例，進行一個詳細的說明與論證。

例如：2011年4月，我公司某35kV變電站10kV高壓配電室內突然傳出爆炸聲，將配電室的門、窗都振裂。配電室的工作人員馬上到達配室處理情況，發現配電室內其中一段母線電壓互感器的柜門已被完全炸開，電壓互感器呈爆裂狀，同時電壓互感器的高壓側熔絲也被熔斷。

（二）電壓互感器損壞原因分析

事后經過分析發生這一事故的主要原因是由鐵磁諧振引起的。鐵磁諧振一般都是由鐵心電感器（如：發電機、電壓互感器、變壓器、消弧線圈、電抗器及系統電容元件）組成的，在運作時通過供電線路與電容補償實現共諧條件，從而帶動鐵磁振持續動作，使系統產生諧振過電壓。

經過了工作人員的仔細查看發現，該配電室在事故發生時并沒有進行倒閘操作，并且負荷運行是處于穩定狀態，電網的頻率也沒有發生任何改變。工作人員根據以往的經驗判定出此為非所內故障引起的電壓互感器爆炸，而是由系統內線路單項弧接地所引起的電壓互感器事故。經過再三的現場查看工作人員發現，此次事故是由該配電室內供電線路與系統內另一條相同電壓線路單項弧接地所引起的。

由于線路運行中短路故障所造成的末接地兩相電壓升高，對系統產生擾亂，從而使電壓在這一時刻發生突變。同時電壓互感器高壓線圈的非接地兩相磁電流突然升高，甚至達到飽和狀態，此時電壓互感器磁感應變小。如果這時系統內網絡對地電感及對地電容相互匹配的話，就會產生共振回路，從而使各鐵磁諧振產生過電壓。另外，當感抗突然下降時，會使回路瞬間達到飽和狀態，從而使磁電流迅速增大，甚至大大超出額定值范圍。而電壓互感器柜內所設置的二次消諧保護系統在強大電流的沖擊下，會使消諧電阻熔斷，造成二次側電路短路現象。另外，當電壓互感器長期在強大電流下運行時，其互感器自身的溫度也會逐漸升高，從而造成了外表絕緣層因受熱發生氣化反應，導致絕緣層表面因氣化不斷膨脹，當電壓互感器內部壓強達到一定范圍值時，就會產生爆炸。

三、電壓互感器防損壞措施

電壓互感器是供電設備安全運行的保障，也是提高供電部門經濟效益的最要前提。因此，相關工作人員經過多年的實踐總結以及以往的工作經驗總結，歸納出了一些針對電壓互感器損壞原因的具體防范措施，內容如下：

（一）嚴格把關電壓互感器質量

為降低電壓互感器運行中的損壞幾率，對電壓互感器安裝前的質量把關是十分關鍵的一個環節。首先，在電壓互感器進行安裝時，要對電壓互感器的質量及型號規格進行嚴格把關，勢必要使電壓互感器完全符合安裝標準。另外，對電壓互感器密封裝置以及零件、接線部位的粘接情況進行檢查。不符合標準的電壓互感器絕對禁止使用，以此來杜絕由電壓互感器質量所造成的損壞事故。

（二）提高鐵磁諧振穩定性能

提高鐵磁諧振的穩定性能是保證電壓互感器安全運行的前提。因此，工作人員首先要對電感電容的參數進行合理的設定，以此來改變磁振所需的條件。其次，要釋放多余的磁能量，使其兩個繞組線圈受外力消除自身的鐵磁諧振。再次，加設防鐵磁諧振的JSZFR-10G電壓互感器。最后，提高電感器一次側中性點與地之間的串接諧振電阻。

四、結束語

綜上所述，電壓互感器是保障供電設備安全運行的基礎。因此，要想提高電壓互感器工作效能，降低損壞機率，就必須要從根本入手，找出產生電壓互感器損壞的原因，并有針對性地制定出解決方案，以保證電壓互感器的工作機能，提高工作效率。

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