關于10kV變配電所電壓互感器燒損的原因及對策

談志強 遲志鵬 李斌斌

摘 要：對于配電所電壓互感器的燒損原因進行分析，并根據設備運行情況，提出解決問題的對策和方法。

關鍵詞：配電所；電壓互感器；燒損；對策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.140

電壓互感器是鐵路變配電所的重要設備，是一、二次系統的聯絡元件，在變配電所的安全運行過程中起到了保護、監控的重要作用，因各方面的原因管內10kV配電所每年都會發生燒損電壓互感器的情況，嚴重影響信號供電的安全，干擾鐵路運輸安全。下面簡單探討一下電壓互感器的燒損原因及對策。

1 電壓互感器原理及使用情況

電壓互感器是一個小容量的變壓器，其工作原理、基本結構、繞組的連接方式都與電力變壓器相同；電壓互感器具有額定的電壓比。在變配電所主要采用有兩只或三只互感器組成的互感器組，少量使用單只電壓互感器；分別應用于線路和母線保護和監控，使用的電壓互感器二次都具有兩個線圈，其中一個用于測量電壓回路，用于監控線路電壓情況；另外一個用于保護電壓回路，為保護提供電壓值，輸出電壓為110V或者是220V；電壓互感器在正常運行中，其副繞組所接測量儀表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，二次電流很小，電壓互感器副邊工作近似開路狀態，相當于變壓器副邊空載運行。為此，電壓互感器副邊必須加裝熔斷器，副繞組一端必須可靠接地。

2 燒損的原因分析

經過統計，2017年某市供電局的10kV配電所共發生燒損的互感器的故障9起，燒損電壓互感器共計11只，其中JDZ-10型10只，JDZJ-10型1只，其中線路電壓互感器燒損4只，母線電壓互感器燒損7只。經了解所燒損的電壓互感器均未裝設阻尼裝置，具體情況如下：

通過對互感器的絕緣等情況的分析，具體原因分析如下：

（1）電壓互感器諧振原因。①當線路空載或在送電的過程中，當線路容抗與電壓互感器組等設備感抗相一致時，容易發生諧振；發生諧振時由于各相對地參數不平衡，加上合閘瞬間相位角的原因，導致一相至兩相，甚至三相同時出現諧振現象，此時電壓互感器組的開口處電壓升高，超過定值，發出報警信號。 ②當系統發生單相接地時，故障點流過電容電流，未接地的兩相相電壓增大根號 3倍，這將嚴重影響線路和電氣設備的安全運行（此時電壓互感器的勵磁阻抗很大，故流過的電流很小）。

（2）電壓互感器的直流電阻原因。鐵路變配電所的電壓互感器采用中性點直接接地的形式，線路電壓互感器組一般采用兩只單相電壓互感器VV接線的方式，母線電壓互感器組一般由三只單相電壓互感器或由JSJW-10型單只構成，一般采用Yyn0的接線方式。兩只或三只單相電壓互感器組，由于每只電壓互感器的直流電阻不盡相同，在運行過程中，每只電壓互感器所分配承載的電壓值不同，特別在故障情況下，各只電壓互感器的承載電壓更會出現嚴重不平衡，對電壓互感器的絕緣水平損壞較大，長時間的故障運行，會出現絕緣擊穿，發生電壓互感器燒損情況。

（3）電壓互感器的使用年限原因。電壓互感器的使用年限一般為15年，據調查，某市供電局部分配電所的電壓互感器使用年限已超過20年，其中部分JSJW-10型使用已接近30年。由于設備超大修期運行，加之檢修、試驗不到位等，設備的絕緣老化比較嚴重，直流電阻變化較大，交流耐壓值下降，漏滲油情況時有發生，由于對設備的上述異常變化情況掌握不夠，設備長時間帶缺陷運行，一旦發生故障，容易造成線圈絕緣擊穿同時引起匝間、層間短路，燒損電壓互感器。

（4）電壓互感器的質量原因。電壓互感器的生產廠家較多，產品的質量也參次不齊，由于生產廠家對出廠產品的質量把關不嚴，許多電壓互感器存在先天質量缺陷；同時由于使用單位對新投運設備的試驗、檢測不夠重視，相當數量的新投運設備未經交接試驗，致使部分存在質量缺陷的設備投入運行，留下極大安全隱患。

3 分析對策如下

（1）加裝阻尼裝置。為消除諧振對電壓互感器的危害，通常在電壓互感器組的高壓側中性點串接或者開口三角處并接電阻性阻尼裝置，使設備側呈現電阻性，一是減小線路容抗與電壓互感器組等設備感抗相一致的情況，避免諧振情況的發生；二是當在發生諧振后，非故障相的高電荷部分通過阻尼裝置流入地，通過其衰減部分高電荷，減小諧振對電壓互感器的的危害，減少燒損電壓互感器的幾率。

（2）測試直流電阻值。對于新投用的電壓互感器，嚴格按標準對電壓互感器的電阻值進行測量，一次繞組直流電阻值測量值，與換算到同一溫度下的出廠值相比較，相差不宜大于10%。二次繞組直流電阻測量值，與換算到同一溫度下的出廠值，相差不宜大于15%。對于已投入用的設備，每年預防性試驗時的測量電壓互感器一次繞組的直流電阻與產品出廠值或初始值應無明顯差別。

（3）設備維修及更新。對于超過使用年限的電壓互感器，應密切關注其運行狀態，對于絕緣電阻、交流耐壓、電壓比和直流流電阻等參數要及時測試，對于漏滲油等外觀異常要加強巡視，保證其運行正常。對于超年限運行的設備要及時提報計劃進行維修，對已維修價值并且故障頻發的老式設備，應逐步淘汰并更換為新型設備。

（4）把好驗收準入關。對于新投運的設備，必須嚴格按照GB 50150-2006規定的項目進行交接試驗，應由具有資質的單位進行試驗，同時出具符合國家計量認證標準的檢驗報告，確保試驗質量，對于未經試驗或者未提供交接試驗報告的產品不能通過驗收；對于質量存在缺陷的設備，堅決不能投入使用，把好設備準入關。

4 結束語

電壓互感器的使用應該從設備選型階段開始加以重視，對于設備的運行、檢修、試驗等環節進行嚴格控制，保證設備質量有序可控，確保供電安全可靠。

參考文獻：

[1]林永順，董文海.牽引變電所（第二版）[M].北京：中國鐵道出版社，2002.

[2]電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準[M].中國計劃出版社， GB50150-2006.

作者簡介：談志強（1985-），男，湖北宜昌人，本科，助理工程師，研究方向：國際電力工程管理。