２０１０年１２月第１３卷第１２期 ２０１０，Ｖｏｌ，１３，Ｎｏ．１２ 贵州电力技术 ＧＵＩＺＨ０Ｕ ＥＬＥＣＴＲｌＣ ＰＯＷＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 专题研讨 Ｓｐｅｃｉａｌ Ｒｅｐｏｔｓ 文章编号：１００８—０８３Ｘ（２０１０）１２—００６６—０３ 中图分类号：ＴＭ９３ 文献标识码：Ｂ 电容式电压互感器装置缺陷引起故障分析 甘 毅 （遵义供电局，贵州遵义５６３０００） 摘要对电容式电压互感器二次无电压输出故障的检查方法、电气试验及判断作了说明。重点对ＴＹＤ１１０／Ｘ／３— ０．０２Ｈ型ＣＶＴ中间变压器一次绕组限压元件的作用和存在的问题进行了分析并提出反措意见。 关键词电容式；互感器；电气试验；限压元件 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｏｒｉ ｎａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｄｅｆｅｃｔ Ｇａｎ Ｙｉ （Ｚｕｎｙｉ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｚｕｎｙｉ ５６３０００ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｎ—ｖｏｌｔａｇｅ ｉｎ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｉｄｅ ｏｕｔｐｕｔ ｆａｕｌｔ， ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｊｕｄｇｍｅｎｔ ｏｆ ｈｅ ｃａｐａｃｉｔｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｐｒｏｐｏｓａｌｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｔｅｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｏｎｅ ｓｉｄｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｌｉｍｉｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｅｖｉｃｅｓ ｏｆ ｈｅ ＴＹＤ１ ｔ１０／ ｘ／３—００２Ｈ ＣＶＴ ｍｉｄｄｌｅ Ｉｒａｎｓｆ０珊ｅｒ ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ１ｖ． ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｅｓｔ；ｖｏｌｔａｇｅ ｌｉｍｉｔ ｄｅｖｉｃｅ １故障检查列表 ２００９年８月保护人员发现１１０ｋＶ南深线Ａ相 线路ＣＶＴ在运行状态下，（１ａ，１ｎ）、（２ａ，２ｎ）、（ｄａ， 因同类事件在我局已发生两次，导致电容式电 压互感器使用寿命明显缩短（平均运行时间７年）， 增加了电网的不安全因数。所以首要考虑的是分析 故障原因，采取措施以提高ＣＶＴ的整体使用寿命， 保证电网安全稳定运行。 ｄｎ）三个二次绕组均无电压输出。停电后高压班对 该ＣＶＴ进行了检查。 后经高压班对故障ＣＶＴ进行分体检查发现短 路点Ａ处有一只氧化锌避雷器正好接在中压引出 ２故障原因分析 ２．１ 氧化锌阀片的确认 线与机壳之间，将其拆除后Ａ点的接地现象消失， ＣＶＴ解体后可看见电磁单元如图２的箭头所指 （元件１）为中压端Ａ点的氧化锌避雷器ＢＬ１；图３ 的箭头所指（元件２）为补偿电抗器的氧化锌避雷器 ＢＩ２２；由于该设备铭牌的接线图未画出这两个元件。 所以需证明元件１、２是氧化锌避雷器： 单独对氧化锌避雷器进行绝缘测试，测量值为 １０ｋｆｌ，说明已击穿损坏。 元件１和元件２虽然尺寸大小不同，但从外部 结构、形状及使用绝缘材质是完全相同的。 元件１和元件２内部圆柱形阀片所用材质完全 相同且很像氧化锌阀片。 元件１绝缘已经击穿但元件２绝缘完好，进行 图１ ＴＹＤ１ｌＯ／Ｖ＇３—００２Ｈ型ＣＶＴ ．１ｍＡ直流参考电压Ｕ １ｍＡ及０．７５Ｕ１ＩｎＡ下的泄漏 第１２期 甘毅：电容式电 互感器装置缺陷 起战障分析 ６７ 电流试验，数据如表１． ．表１ 直流试验数据列表 能产生铁磁谐振，造成中间电压旧路中产生大电流 及过电压，危饥一次绕组、电抗器及二７人绕组的绝 ，缘，甚牟造成过电压保护误动作 南此可知，中 端安装氧化锌进雷器其目的白 二：一是限制中间变，ｔｉ器一７欠绕组和电抗器存二次 短路和丌断时产牛的过电压，以防止大电流烧损线 圈 二是借助氧化锌避雷器消除铁磁谐振 但从 推论：元件一和元 ｔ：二同样都是用绝缘管加装 ＣＶＴ的设计思路来看，解决铁磁谐振的主要原件不 氧化锌阀片组成的氧化锌避雷器，其所在位置分别 足氧化锌避雷器，而应该是阻尼器． 为图１的ＢＬ１、ＢＩ２。 ２．３ 阻尼器的消谐原理 陔厂家采用的是速饱和阻尼器：南速饱和 电抗器Ｌ与电阻Ｒ串联而成，接在Ｃ＂Ｖ ｒｆ＇的二次 剩余电 绕组ｄａ、ｄｎ上。、Ｉ，ＣＶＴ二次侧短路 又断歼时，由于瞬时励磁，使中问变压器电 升 高，但由于速饱和电抗器的铁芯比中问变 器的 图２ ＣＶＴ电磁单元图Ａ 铁芯饱和得更快，大部分电流从支路通过，阻尼 电阻Ｒ消耗了大量的能量使励滋电流增加不多， 从而抑制了铁磁谐振。速饱和阻尼器的缺点足： 设计参数精度要求较高： ２．４ 中压端氧化锌避雷器被击穿原因 锯开ＢＬ１的绝缘简发现简内是由ｌ７块 柱形 图３ ＣＶ ｊ’电磁单元图Ｂ 阀片叠装而成，阀片的侧表面附着一层０．８毫米厚 ２．２安装氧化锌避雷器的目的 的黑色污垢且有贯穿性电弧击穿的痕迹＝用刀可刮 ＣＶＴ的补偿电抗器和低压电容在设备内部构 下成粉末状物质，单块 片两侧电阻均小于５０Ｑ，绝 成＿ｒ一个完整的喈振同路 线路一次侧突然合闸 缘筒内部因高温变黑（如图４）。且有变 器７１ｔｉ滴 或二次侧短路又突然消除时，过度过程产生的过电 ｍ。与ＢＬ２相比较存存的不同如表２： 压会使巾问变压器的铁芯ｍ现饱和，巾间变压器励 由衷２可得出结论，由于ＢＩ １未进行有效的密 磁电感Ｌｍ呈非线性下降，回路的同有频率上升，可 封导致绝缘油渗入绝缘简内，与阀片接触。当氧化 表２ ＢＬ１与ＢＬ２内部区别列表 图４避雷器套管图 图５氧化锌避雷器阀片图 贵州电力技术 第１３卷 锌避雷器过电压放电时阀片产生的高温将绝缘油炭 生ＣＶＴ爆炸的机率。给一次设备和整个电网带来了 化并附着于阀片的侧表面造成阀体外表面绝缘降 低，是氧化锌避雷器最终形成沿面径向击穿的原因。 ２．５综合分析 安全隐患。由于该问题存在普片性，所以高压互感器 技术手册中要求至２００６年及以后的ｃＶＴ中压端不 设限压元件而必须安装阻尼器。这样就很好的处理 了两个问题：一是铁磁谐振过电压对电磁单元的影响 可由电磁单元自身的绝缘能力来满足。即提高电磁 从厂家对ＢＬ２采取环氧树脂密封措施来看，说 明厂家确实考虑了绝缘油渗入绝缘筒对氧化锌阀片 造成的影响。而对ＢＬ１未密封的原因是ＢＬ１与电 单元的绝缘能力。二是铁磁谐振由阻尼器消除，其效 果十分明显。目前这一技术已比较成熟且广泛适用 于各电压等级下的ＣＶＴ。所以从现在来看，该２００３ 磁单元并联，当发生铁磁谐振时会承受较高的过电 压（１２．７ ３ｋＶ），在消耗谐振能量的同时阀片温度 升高，若采用环氧树脂密封，一方面极可能发生热破 坏现象使避雷器瞬时的发热大于其散热能力，从而 形成“热崩溃”。另一方面，环氧树脂耐热能力较差 （短时耐温＜１２０℃）。在阀片高温时环氧树脂不仅 年生产的ｃ、 存在装置性缺陷，不主张修复使用。 并提出以下四点反措要求： 订货时要求厂家提供０．８和１．０倍额定一次电 压下二次空载的铁磁谐振试验，以保证阻尼器的可 靠性。 会变形、开裂引起渗油，还会在高温下发生化学反 应，污染绝缘油降低其绝缘能力。ＢＬ２只与电抗器 Ｌ并联承受电压低，释放能量小，当发生铁磁谐振 时，主要由ＢＬＩ首先放电从而保护了ＢＬ２。 厂家既然安装了速饱和阻尼器为何又在中压端 为满足电网快速保护要求，厂家需提供瞬变响 应试验数据。 厂家提供电磁单元的详细接线图，以保证中压 端无限压元件。 装设氧化锌避雷器？因为速饱和阻尼器设计参数要 在ＣＶＴ带电测试及在线监测未普及的情况下， 可定期在保护装置中查看ＣＶＴ二次电压，发现异常 求精度高、制约因素较多。不仅要满足在中间变压 器铁芯饱和之前出现电抗器快速深度饱和，并消耗 阻尼功率，又要满足国家标准规定的瞬变响应特性 试验要求。为了避免在以上两个项目的出厂试验中 发生不合格的情况，特设了中压端氧化锌避雷器。 但由以上分析可知，这一做法并不可取。 立即申请停电检查。以保证人身、设备的安全和电 网的稳定运行。 参考文献 ［１］陈化钢．电力设备预防性试验技术问答［Ｍ］．北京：中国水利 水电出版社，２００７：１９８—１９９． ３ 结论 中压端限压元件一氧化锌避雷器在电磁单元 ［２］凌子恕．高压互感器技术手册［Ｒ］．北京：中国电力出版社 ２００５：３８－－－－４６． 油箱内，起到限制过电压、消除铁磁谐振的作用。从 原理上来看是可行的，但由于工艺质量上无法满足散 热与密封这一相互矛盾问题，导致安装在中压端的氧 化锌避雷器出现绝缘击穿故障，反而缩短了ＣＶＴ的 整体寿命。增大了电容器Ｃ１因承受的一次电压而发 （上接第８５页） 收稿日期：２０１０—０７—１０ 作者简介： 甘毅（１９７７一），男，助理工程师，本科，从事电气试验及研 究工作。Ｅ—ｍａｌｌ：ｇａｎｙｉ２８２８＠ｓｉｎａ．ｃｏｉｎ （本文责任编辑：龙海丽） 业务受理、信息查询和用电咨询等多层次的全方位 服务。 利用充值卡将钱划入电费账户，实现交费功能；大力 加强基础设施建设，开发利用互联网的服务功能，实 现网上报装、网上支付电费、用电信息查询、用电咨 询业务；应用先进技术手段，转换传统的人工抄表方 收稿日期：２０１０一１０—０９ 作者简介： 式，逐步推广应用电能表集抄系统，或安装预付费电 能表，提高工作效率；继续优化“９５５９８”服务系统， 做到２４小时为电力客户提供故障报修、投诉举报、 罗成（１９６２一），男，本科，政工师，主要从事管理工作。 （本文责任编辑：龙海丽）
