关于10kV变配电所电压互感器烧损的原因及对策

谈志强 迟志鹏 李斌斌

摘 要：对于配电所电压互感器的烧损原因进行分析，并根据设备运行情况，提出解决问题的对策和方法。

关键词：配电所；电压互感器；烧损；对策

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

电压互感器是铁路变配电所的重要设备，是一、二次系统的联络元件，在变配电所的安全运行过程中起到了保护、监控的重要作用，因各方面的原因管内10kV配电所每年都会发生烧损电压互感器的情况，严重影响信号供电的安全，干扰铁路运输安全。下面简单探讨一下电压互感器的烧损原因及对策。

1 电压互感器原理及使用情况

电压互感器是一个小容量的变压器，其工作原理、基本结构、绕组的连接方式都与电力变压器相同；电压互感器具有额定的电压比。在变配电所主要采用有两只或三只互感器组成的互感器组，少量使用单只电压互感器；分别应用于线路和母线保护和监控，使用的电压互感器二次都具有两个线圈，其中一个用于测量电压回路，用于监控线路电压情况；另外一个用于保护电压回路，为保护提供电压值，输出电压为110V或者是220V；电压互感器在正常运行中，其副绕组所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很大，二次电流很小，电压互感器副边工作近似开路状态，相当于变压器副边空载运行。为此，电压互感器副边必须加装熔断器，副绕组一端必须可靠接地。

2 烧损的原因分析

经过统计，2017年某市供电局的10kV配电所共发生烧损的互感器的故障9起，烧损电压互感器共计11只，其中JDZ-10型10只，JDZJ-10型1只，其中线路电压互感器烧损4只，母线电压互感器烧损7只。经了解所烧损的电压互感器均未装设阻尼装置，具体情况如下：

通过对互感器的绝缘等情况的分析，具体原因分析如下：

（1）电压互感器谐振原因。①当线路空载或在送电的过程中，当线路容抗与电压互感器组等设备感抗相一致时，容易发生谐振；发生谐振时由于各相对地参数不平衡，加上合闸瞬间相位角的原因，导致一相至两相，甚至三相同時出现谐振现象，此时电压互感器组的开口处电压升高，超过定值，发出报警信号。 ②当系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相相电压增大根号 3倍，这将严重影响线路和电气设备的安全运行（此时电压互感器的励磁阻抗很大，故流过的电流很小）。

（2）电压互感器的直流电阻原因。铁路变配电所的电压互感器采用中性点直接接地的形式，线路电压互感器组一般采用两只单相电压互感器VV接线的方式，母线电压互感器组一般由三只单相电压互感器或由JSJW-10型单只构成，一般采用Yyn0的接线方式。两只或三只单相电压互感器组，由于每只电压互感器的直流电阻不尽相同，在运行过程中，每只电压互感器所分配承载的电压值不同，特别在故障情况下，各只电压互感器的承载电压更会出现严重不平衡，对电压互感器的绝缘水平损坏较大，长时间的故障运行，会出现绝缘击穿，发生电压互感器烧损情况。

（3）电压互感器的使用年限原因。电压互感器的使用年限一般为15年，据调查，某市供电局部分配电所的电压互感器使用年限已超过20年，其中部分JSJW-10型使用已接近30年。由于设备超大修期运行，加之检修、试验不到位等，设备的绝缘老化比较严重，直流电阻变化较大，交流耐压值下降，漏渗油情况时有发生，由于对设备的上述异常变化情况掌握不够，设备长时间带缺陷运行，一旦发生故障，容易造成线圈绝缘击穿同时引起匝间、层间短路，烧损电压互感器。

（4）电压互感器的质量原因。电压互感器的生产厂家较多，产品的质量也参次不齐，由于生产厂家对出厂产品的质量把关不严，许多电压互感器存在先天质量缺陷；同时由于使用单位对新投运设备的试验、检测不够重视，相当数量的新投运设备未经交接试验，致使部分存在质量缺陷的设备投入运行，留下极大安全隐患。

3 分析对策如下

（1）加装阻尼装置。为消除谐振对电压互感器的危害，通常在电压互感器组的高压侧中性点串接或者开口三角处并接电阻性阻尼装置，使设备侧呈现电阻性，一是减小线路容抗与电压互感器组等设备感抗相一致的情况，避免谐振情况的发生；二是当在发生谐振后，非故障相的高电荷部分通过阻尼装置流入地，通过其衰减部分高电荷，减小谐振对电压互感器的的危害，减少烧损电压互感器的几率。

（2）测试直流电阻值。对于新投用的电压互感器，严格按标准对电压互感器的电阻值进行测量，一次绕组直流电阻值测量值，与换算到同一温度下的出厂值相比较，相差不宜大于10%。二次绕组直流电阻测量值，与换算到同一温度下的出厂值，相差不宜大于15%。对于已投入用的设备，每年预防性试验时的测量电压互感器一次绕组的直流电阻与产品出厂值或初始值应无明显差别。

（3）设备维修及更新。对于超过使用年限的电压互感器，应密切关注其运行状态，对于绝缘电阻、交流耐压、电压比和直流流电阻等参数要及时测试，对于漏渗油等外观异常要加强巡视，保证其运行正常。对于超年限运行的设备要及时提报计划进行维修，对已维修价值并且故障频发的老式设备，应逐步淘汰并更换为新型设备。

（4）把好验收准入关。对于新投运的设备，必须严格按照GB 50150-2006规定的项目进行交接试验，应由具有资质的单位进行试验，同时出具符合国家计量认证标准的检验报告，确保试验质量，对于未经试验或者未提供交接试验报告的产品不能通过验收；对于质量存在缺陷的设备，坚决不能投入使用，把好设备准入关。

4 结束语

电压互感器的使用应该从设备选型阶段开始加以重视，对于设备的运行、检修、试验等环节进行严格控制，保证设备质量有序可控，确保供电安全可靠。

参考文献：

[1]林永顺，董文海.牵引变电所（第二版）[M].北京：中国铁道出版社，2002.

[2]电气装置安装工程电气设备交接试验标准[M].中国计划出版社， GB50150-2006.

作者简介：谈志强（1985-），男，湖北宜昌人，本科，助理工程师，研究方向：国际电力工程管理。