淺談關于電壓互感器常見故障處理與分析

董輝淵 趙艷鋒 李強 吳彥舍

摘要：電壓互感器是電力系統中的重要電器裝置，在測量線路電壓、功率和電能，以及保護線路故障中的貴重設備、電機和變壓器發揮重要作用。

關鍵詞：電壓互感器；故障；處理；分析

電壓互感器，是一種將高電壓按一定比例變換成一定標準的低電壓，并在相位上與高壓保持一定的關系，能準確、實時的反映高壓量值變化的設備。它解決了高壓難以直接量測的問題，還使得高壓與低壓有效的隔離，保證了工作人員及二次設備的安全。廣泛的應用于測量、保護等環節，是電力系統不可或缺的設備，其能否正常、持續工作，直接關系到系統一、二次設備的安全穩定運行。作為電網運行的指揮者，要想準確、迅速地判斷、處理電壓互感器異常，就需對電壓互感器的結構、原理、故障特性、處理原則有所了解。

一、電壓互感器

電壓互感器是電力系統中的重要電器裝置，與普通變壓器在結構與用途上均有不同，對其類型與特點的深入了解是有效處理故障的基礎。

（一）概述

從概念出發，電壓互感器簡稱PT，是指由鐵芯、一次線圈、二次線圈、絕緣組成，以電磁感應定律為基礎原理，以給繼電保護裝置和測量儀表供電為主要目的，以變換線路上電壓為主要作用的裝置。電壓互感器在測量線路的電壓、電能、功率，保護故障線路線路中的變壓器、電機等貴重設備具有重要作用與傳統變壓器相比，其容量很小。

（二）分類

按照用途、特點、原理等，電壓互感器可分為不同類型，不同類型的電壓互感器具有獨特的特點和作用，其優勢與可能出現的問題也各有不同。①工作原理。按工作原理可分為電磁式、電容式、電子式電壓互感器。②用途。不同用途的電壓互感器根據需要按照在不同地點，可分為戶內式和戶外式。③絕緣。絕緣是電壓互感器的重要組成，按絕緣方式可分為干式、澆注式、油浸式和充氣式，不同絕緣的電壓互感器在試用電壓、絕緣性能、結構特點等均有不同。④繞組數目。繞組是影響電壓互感器變壓的重要部件，按繞組數目可分為雙繞組和三繞組。⑤相數。按相數可分為單相和三相式，35kV及以上不能制成三相式。

（三）使用注意

電壓互感器的安全使用是供電安全與供電人員作業安全的重要保障，因此必須嚴格按照使用規范進行操作，這對延長電壓互感器使用壽命、避免故障和及時解決故障也具有重要作用。在使用電壓互感器的過程需注意：①電壓互感器二次繞組必須有一點接地；②電壓互感器二次側不允許短路；③電壓互感器副邊絕對不容許短路；④電壓互感器的接線應保證其正確性。

二、電壓互感器常見故障

電壓互感器故障可由多方面因素影響，對其故障原因的分析是故障處理的根本，對故障現象的了解是發現故障并準確判斷的前提。

（一）原因

根據電壓互感器的結構與工作原理，其發生故障的主要原因主要來源于部件損壞、操作不當、使用環境三大方面，造成常見故障的因素主要包括絕緣、機械、電氣與發熱等四種，按照具體行程原因可細分為水分與雜質的侵入、絕緣結構不良、絕緣處理不當、絕緣材質不佳、過電流、過電壓等。因此在使用過程中需注意避免以上因素產生，發現問題可以此為基礎依據進行排除和分析。

（二）現象

基于電壓互感器對供電及安全的重要影響，需定期對其進行排查和維護，對故障做到及時發現、及時解決。此外，電壓互感器發生故障多會產生工作異常現象，可依據這些異常現象對其是否故障、故障原因、處理方法進行分析。常見的故障現象包括：①互感器漏油現象嚴重，油標中己看不到油面；②電壓互感器燒焦，產生冒煙或燒焦氣味；③電壓互感器過熱；④異常聲音產生；⑤引線與外殼之間產生電火花；⑥熔斷器熔體熔斷，更換后再次熔斷；⑦三相電壓指示不平衡。一旦發生上述故障即應停止使用并進行故障檢查。

（三）常見故障

由于電壓互感器故障多為局部故障，其處理通常需要排除法進行檢查和處理，結合故障原因及電壓互感器的結構，其常見的故障包括：①高壓或低壓側一相熔斷器熔斷故障；②低壓電路短路故障；③回路斷線故障；④電磁式電壓互感器鐵磁諧振故障；⑤其它故障。

三、電壓互感器常見故障處理方法

（一）高壓或低壓側一相熔斷器熔斷故障

此故障的產生可由于高壓或低A壓電路多方面原因單方面產生或復合因素產生，包括高壓電路相間短路、低壓電路短路、運行時超負荷、熔斷器老化失效、鐵磁諧振等。一旦發生熔斷故障，即會產生電壓表顯示異常現象，即一側電壓表顯示電壓值降低、同時另一側電壓表顯示電壓值不升高，此時電壓顯示降低側即為熔斷相。

（二）低壓電路短路故障

低壓電路短路時，通常會出現互感器內部發出異常聲音的現象，但高壓熔斷器不會熔斷。此故障多由電力受潮、腐蝕、損傷導致，造成低壓側短路、內部金屬性短路。預防低壓電路短路故障產生需在操作中重點注意：嚴格按照操作規范使用、注意設備防水防潮處理、定期進行檢查和維護、對風機運行進行重點檢測、定期清洗過濾器，保障過濾器壓差不超過初阻力的四倍。對低壓電路短路故障需分情況進行判斷和處理。首先判斷所在電路，對雙母線系統的電壓互感器，可直接對利用母線斷路器進行切斷和停用處理。

（三）回路斷線故障

回路斷線故障通常是由于回路接頭松動、開關接觸不良、熔斷器熔斷等原因，發生回路故障通常會出現明顯警示現象：①警示牌亮起、警鈴響；②功率表顯示異常、電度表轉動異常、電壓表顯示為零、三相電壓不一致。處理回路線路故障首先需停用相關保護裝置及自動裝置，接著查看熔斷器情況，確認是否有熔斷情況，以及熔斷發生側，如有熔斷器熔斷顯現則進行替換，并檢測替換后運作情況并進行進一步處理。

（四）電磁式電壓互感器鐵磁諧振故障

對電磁式電壓互感器鐵磁諧振故障的判斷需從其特性出發，其特性包括：①鐵磁諧振可在大范圍內產生；②在相同的電能作用下，回路可能不只具有單一的穩定狀態；③工頻電源是補償回路電阻損失并維持諧振的能量來源；④當回路電阻過大時，不會出現強烈鐵磁諧振；⑤PT的非線性鐵磁特性是產生鐵磁諧振的根本原因。

四、結束語

綜上所述，處理電壓互感器故障是電力系統檢測與維修工作的重要組成，是保障供電安全與作業安全的重要手段。在實際工作中，電壓互感器的故障存在更多的多樣性和不可控因素，需要以常見處理方法為理論基礎，需要充分結合實際情況進行判斷和處理，在處理中需做好安全防范措施。

參考文獻：

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