一起220 kV电磁式电压互感器故障原因分析

安怀忠，俞 华，王述明

（1.大同供电分公司广灵支公司，山西 大同 037008；2.山西电力科学研究院，山西 太原 030001；3.晋中供电分公司，山西 晋中 030600）

一起220 kV电磁式电压互感器故障原因分析

安怀忠1，俞 华2，王述明3

（1.大同供电分公司广灵支公司，山西 大同 037008；2.山西电力科学研究院，山西 太原 030001；3.晋中供电分公司，山西 晋中 030600）

对一起PT故障事故解体后进行故障原因分析，总结了故障原因与预防措施。

电磁式电压互感器；泄漏；电场畸变

0 引言

电磁式电压互感器PT（Potential Transfomer）在电力系统扮演着重要的角色，因为它为电力系统提供了用于测量和保护的必要信息。本文结合一起PT故障情况进行了分析，并提出了相应的预防措施。

1 故障情况

2010年1月25日，一220 kV线路两侧保护动作跳闸，并重合复跳。故障录波显示为A相接地短路，该站故障测距0.04 km，最大故障电流18.8 kA。因此，初步判断故障点在该站端。

经线路巡线和该变电站现场检查，发现该站线路PT（A相）防爆膜破裂，PT下方地面散落有细小分子筛颗粒，同时据该站运行人员描述，事故发生时能明显听到较大的响声，并能看见闪光。

2 PT投运后基本情况

该PT属于220 kV变电站GIS设备，它主要实现GIS电气参数的测量和保护。PT额定一次电压为220/kV，SF6额定气压（20℃）为0.40MPa，最低运行压力（20℃）为0.35MPa，于2007年8月投运，自投运至2009年12月19日运行良好。

2009年12月19日，此线路PT压力下降报警，运行人员进行了带电补气。随后运行人员每两天到现场对压力进行巡视检查。

2010年1月11日此线路PT压力又一次下降报警，运行人员再次进行了带电补气，仍然进行两天一次的巡视检查。在巡视过程中，未发现气体压力有明显下降现象。

2010年1月15日决定在2月3日进行计划停电，处理漏气。

2010年1月25日，此线路PT再次出现低气压报警，运行人员在接到通知前往进行处理时，处理前发生线路跳闸，线路PT（A相） 故障、防爆膜破裂，如图1所示。

图1 事故后的PT防爆膜损坏情况

3 故障原因调查及分析

3.1 事故后PT密封性检查情况

事故发生后，更换新防爆膜后对PT进行了密封试验。试验结果表明气体年漏气率为38%，远大于国标的0.5%[1]，表明PT确实存在漏气现象。试验过程中发现PT主要有2处漏气点：一处为绝缘子与PT壳体法兰相连的螺栓处，另一处为PT壳体与底部法兰连接处，如图2所示。

图2 绝缘子与PT壳体法兰相连的螺栓存在气体泄漏

3.2 解体检查情况

对故障PT进行解体，解体后发现PT内部高压电极组烧损、连接导线熔断等情况，如图3、图4所示。

图3 一次连接导线熔断

图4 PT下屏蔽板击穿痕迹

3.3 直流电阻试验

对PT的一、二次线圈直流电阻进行了测量，测量结果如表1所示。

表1 测量结果数据

注：事故后的直流电阻是折算至与出厂直流电阻在同一温度下的值

通过对事故后的直流电阻值与出厂试验数据进行对比发现，偏差在1%以内，初步判断一、二次线圈没有损坏。

3.4 故障过程分析

根据PT解体分析及事故前的运行情况认为：运行时PT因气体泄漏，内部主绝缘强度降低，加之PT下屏蔽板和高压电极组之间的电场畸变，在气压降低时发生对地放电，产生较大的短路电流，熔断了PT一次绕组连接导线，形成一次导线、高压电极屏蔽罩、PT下屏蔽板（接地）的放电回路，短路电流还使高压电极组上、下部分别烧成面积约3～5 cm2的窟窿，见图5、图6。

PT底屏蔽板和高压电极组之间的电场发生畸变的原因可能有以下几种。

a）高压电极组靠近PT底屏蔽板处有异物，当气体压力降到一定程度时就发生对屏蔽板放电。

b）高压电极组制造有缺陷或高压电极组装配工艺有缺陷，如表面有尖端等。

c）高压电极组有3个螺栓，这是导致电场畸变的原因。

图5 高压电极组放电

图6 PT上部连接导线

4 PT故障原因总结与预防措施

4.1 故障原因

a）PT密封不良。正是在气体压力降低时，导致PT内绝缘强度下降而发生放电。

b）PT制造质量存在问题。PT底屏蔽板和高压电极组之间的电场发生畸变而导致高压电极组对地放电引起短路故障，大电流烧断一次导线，内部巨大的能量导致PT防爆膜开裂。建议在PT生产过程中，要加强对PT制造工艺过程的监造，确保生产质量。

4.2 预防措施

a）要严格控制SF6的含水量。大量水分可能在设备内绝缘件表面产生凝结水，附在绝缘件表面，从而造成沿面闪络，大大降低了设备的绝缘水平。因此必要时应对SF6气体的微水含量进行测试[4]。

b）使用的密度继电器报警压力定值偏低，检修人员没来得及补气就发生故障，建议提高密度继电器的报警压力。事故发生后，对省内所有同一型号的密度继电器进行检查和校验，对有问题的及时进行更换。

c）密度继电器报警后要求站内技术人员迅速报告调度部门和继电保护维护部门，并迅速到位检查、补气。在压力降低速度较快时，上报调度部门并迅速采取拉闸措施，防止事故的发生。

［1］ 中华人民共和国建设部.GB50150-2006，电气装置安装工程电气设备交接试验标准［S］.中国计划出版社，2006:9.

［2］ 国家电网公司.Q/GDW 168-2008，输变电设备状态检修试验规程［S］.中国电力出版社，2008:12.

［3］ 张古银，郭守贤.高压互感器的绝缘试验［M］.上海：上海科学技术文献出版社，1995:18.

［4］ 李建明，朱康.高压电气设备试验方法［M］.北京：中国电力出版社，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

安怀忠（1968-），男，山西广灵人，1993年毕业于太原理工大学电力系统及其自动化专业，工程师，技师；

俞 华（1980-），男，江西东乡人，2007年毕业于湖南大学电器专业，工程师，从事变电设备的试验研究及技术监督工作；

王述明（1963-），男，山西介休人，1999年毕业于武汉大学电力系统自动化专业，工程师，从事自动化工作。