一起110kV变电站35kV母线电压互感器爆炸原因分析

黄选华　马伊哲　付轶

摘要：本文根据一起变电站母线电压互感器爆炸故障，结合现场故障录波波形图，对电压互感器爆炸故障原因开展分析，以此提出电压互感器对应的防范措施，以期为变电设备安全稳定运行提供一定的参考。

关键词：电压互感器 爆炸 分析 管控措施

1爆炸原因分析

某日06时33分左右，某变电站35kVⅠ段母线电压异常（UA：20.47kV、UB：20.70kV、UC：3kV），母线上所有间隔保护装置发“TV断线告警”。经运行人员检查发现，35kVⅠ段母线电压互感器C相发生炸裂并严重烧蚀。

1.1后台电压曲线分析

如图1所示：故障时，A相、B相电压发生突变升高接近25kV，并保持一段时间，C相电压降低至3kV后保持不变，判断母线电压互感器C相故障，随后熔断器熔断，故障消除，A、B相母线电压恢复正常，C相母线电压保持为3kV不变。

1.2 故障录波分析

如图2所示：6时33分，母线C相电压发生异常，电压异常突变降低，A、B相电压明显升高，3U0不变，480ms后母线电压互感器C相高压熔断器熔断，A、B相电压恢复正常，故障消失，C相电压降低至3kV。故障录波A、B、C三相电流无突变，无接地故障电流产生。排除电压互感器爆炸之前35kVⅠ段母线发生接地故障可能。由于现场无视频录像，无法分析故障具体发生的原因。

1.3电压互感器损坏原因

（1）绝缘老化。35kVⅠ段母线间隔发“计量电压消失”的信号前，母线上线路保护均发了“接地报警”信号，判断有可能为C相电压互感器内部绝缘损坏导致对地击穿放电爆炸。电压互感器绝缘性能变差的原因主要有：一是绝缘性能不合格。二是运行条件差。

（2）铁磁谐振。故障时电压互感器A相、B相电压发生突变升高接近25kV，并保持了将近10分钟，C相电压降低为3kV，后保持不变，3U0，3I0均为零，排除因母线接地短路故障故障导致的电压互感器爆炸，怀疑在母线C相电压互感器爆炸前母线发生谐振过电压，因电压互感器内部有缺陷，谐振过电压使流经一次绕组的电流严重升高，甚至为额定电流值的数倍，导致绕组发热，铁耗升高，电压互感器绕组绝缘受损，最终导致电压互感器炸裂，熔断器熔断将故障隔离后A、B相母线电压恢复正常。

（3）消谐装置失效。消谐装置是35kV中性点不接地电网中，电网对地连接的唯一金属性通道，是一种高容量非线性电阻元器件，在系统中具有阻尼和限流的作用，能够较好的限制铁磁谐振的发生。

2防范措施

（1）强化源头治理和检修管理。首先选用质量合格、品质可靠、励磁特性好的电压互感器，确保电压互感器运行过程中不因自身质量缺陷原因导致爆炸故障发生，从源头上消除设备隐患。其次，应严格按照检修试验规程要求，定期开展检修及预防性试验相关工作，查找互感器绕组试验异常、绝缘电阻不合格、耐压试验不合格、内部放电及发热老化等缺陷，對有缺陷的设备进行维修，对不具备运行条件的设备进行更换，避免电压互感器“带病”运行。

（2）强化设备日常运行维护。一是在高压室通风口加装防尘、除湿装置，既要防止风机送风将灰尘吹至室内，污秽堆积，又要保证室内外的空气流通，确保设备运行环境干燥良好。二是在高压室安装空调，通过控制高压室内环境温湿度，从而避免设备受潮及环境温度过热老化等问题的发生。三是定期开展设备巡视维护工作，做好红外测温跟踪并记录，比对历史温度曲线，及时发现异常并上报缺陷处理，避免因巡视维护不到位未能及时发现设备隐患，而导致设备故障的发生。

（3）在电压互感器一次侧连接经试验合格的消谐器。在三相电压互感器的一次绕组的中性点连接消谐器，在发生接地故障或铁磁谐振时，系统中性点会产生过电压，消谐器作为感性元件，能够与系统接地故障产生的容性电流相互抵消，减小流经故障点的容性电流，消除中性点处产生的谐振过电压，有效保障系统电压稳定性，要依据供电线路的长度等参数，按“过补偿”方式配置消谐器。

（4）在电压互感器二次侧安装微机消谐装置。通过微机消谐装置对电压互感器的二次开口三角电压进行监测，在开口电压小于30V时，消谐装置的固态继电器（大功率消谐元件）呈高阻抗状态（不导通），使二次系统与大地隔离，当电网有故障发生，检测到电压互感器二次开口电压测量值超过30V时，消谐装置将对故障信号进行分析计算，如故障为铁磁谐振，将自动启用消谐回路，使固态继电器形成通路，通过阻尼作用消除铁磁谐振，从而避免电压互感器铁芯发热并爆炸，保护系统的稳定运行。

3结束语

系统中由于设备选型错误、绝缘不良、受潮腐蚀、未装消谐装置等原因导致的电压互感器故障、母线失压等问题在电网中时有发生。本文从设备选型、日常维护、检修试验以及消谐装置的运用等多个角度对电压互感器故障原因进行分析，以强化源头治理为导向，提出对应的解决办法，为快速查找、处理电压互感器故障以及设备日常维护检修管理等问题提供参考性依据。

参考文献

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