电压互感器损坏故障及异常分析

电压互感器损坏故障及异常分析

李得红 朱勇  蒋成功

乌鲁木齐石化公司机电仪运维中心   新疆乌鲁木齐市 830019

摘要：电压互感器是输变电中的重要组成部分，也是电力系统输送电能的关键设备之一。保证电压互感器长期稳定工作，并改善其运行质量，是现代电网发展过程中的一个重要环节。对此，有必要针对输变电中电压互感器常见故障问题及其原因进行探究，以便针对性地提出故障防范措施与排除方法。同时，还需要借助各项智能技术，从根本上监测电压互感器运行质量，为供电质量提供有力保障。只有这样，我们才能保障电网的稳定运行。

关键词：电压互感器；损坏故障；异常分析

一、电压互感器工作原理分析

电压互感器第一次线圈匝数较大，需接在可测高压电上。第二次线圈匝数较小，需接在有电流的测量设备上以及继电器压力线圈上，在操作电压互感器时，近乎处于空载状况。另外，电压互感器处于正常运行状态下电阻极小。但是，一旦其副边发生短路故障，电压就会迅速扩大，致使线圈遭到破坏。为了故障影响程度得到有效控制，在电压互感器原边接有熔断器，并且保证副边的可靠连接，避免原、副边出现绝缘故障时，对人身安全和电气设备造成危害。电压互感器的工作原理是改变电路上的电流，这一点与变压器较为相似，但二者的目的存在差异。变压器转换电流的目的是传递能量，所以电压器的体积与运行负荷均比较大。而电压互感器改变电流的目的是给测量仪器和继电保护提供电能，其输出功率最低时只有几伏安，较高时仅达到数十伏安，最高情境下也不会超出一千伏安。所以，输变电中电压互感器在实际应用过程中具有负荷小，运行稳定等优势。

二、电压互感器常见的故障类型

运行中温度升高，电压互感器铁芯片间绝缘损坏。电压互感器接地片与铁芯接触不良，运行中铁芯与油箱之间有放电声。电压互感器铁芯松动，运行时有不正常的振动或噪声。电压互感器绕组匝间短路，运行时，温度升高，有放电声，高压熔断器熔断，二次侧电压表指示不稳定，忽高忽低。电压互感器绕组断线，运行时，断线处可能产生电弧，有放电响声，断线相的电压表指示降低或为零。电压互感器绕组对地绝缘击穿，高压侧熔断器连续熔断，可能有放电响声。电压互感器绕组相间短路，高压侧熔断器熔断，油温剧增，甚至有喷油冒烟现象。电压互感器套管间放电闪络，高压侧熔断器熔断，套管闪络放电。

三、电压互感器故障防范措施

3.1加强设备监控管理

随着电力电网建设范围的不断扩大，传统的电压互感器检测方法已经无法满足供电系统发展要求。对此，有必要引进最先进的科学技术和监测仪器，构建起动态化、全过程监测模式。比如采用红外线成像仪对变电站电压互感器运行状态监测，再通过红外线成像的方式，帮助监测人员查看电压互感器内电子部件是否存在过热现象。还可以运用铁磁谐振法，对电压互感器制音电流情况、电压互感器结构中的铁心饱和情况进行测试；还可以建立起信息化系统平台，针对电压互感器维修工作进行信息化管理。同时，借助信息技术对电压互感器正常情况进行实时监测。在发生故障之前，能够确保能够第一时间识别到风险隐患。一旦监测对象发生故障问题，及时锁定故障区域，并对其进行智能化故障排查，将故障影响控制在最小范围以内。同时在信息化系统平台的操作界面上，还要弹出提示框，将完整的故障信息呈报给工作人员，以便于及时开展故障维修工作，确保输变电中电压互感器及相关供电设备的正常运行。

3.2电压互感器一次保险熔断防范措施

电压互感器一次保险熔断原因复杂，需要采取综合措施加以治理，才能达到效果。采取必要的运行措施，可提前发现问题，避免在设备运行中发生一次保险熔断。定期对发电机PT一次保险进行轮换，轮换周期为1年，在熔断前更换保险，可以实现防患于未然。每次启停机操作，测量发电机出口PT一次保险绝缘值，建立台帐，对比上次或以前历史数据，发现偏差大或三相保险绝缘值不平衡时，更换熔丝。发电机出口PT一次保险绝缘值一般在180—300欧左右。尽量用同一厂家或同一型号、同一批次的保险，以免影响其特性。如果二次插件装在小车开关侧面，除非发变组转检修，否则二次插件不取下。如果二次插件装在小车开关正面，取下二次插件后先将二次插件及引线移开后才能拉出小车，否则二次插件或引线绝缘会损坏。发变组停送电操作，除非检修有特殊要求，否则只要小车拉到隔离位置就行，一次保险尽量不取。在安装环境潮湿情况下，发电机出口PT处加装电加热装置。

3.3注重器件性能提升与维护

要想保证变电站电压互感器的长期稳定运行，相关工作人员要定期开展电压互感器日常测试工作。为了保证此项工作的有效性，需要确保以下几个方面：首先，测试人员要充分电压互感器相关理论知识，全面了解电压互感器内在元器件的基本情况以其使用特性，并明确一些常见故障的形成机理，以便于在测试过程中及时察觉和排查故障隐患的同时，找到问题的解决对策，从而确保故障因素的有效排除。其次，电压互感器的结构较为复杂，虽然绝大多数元器件都处于独立工作的状态，但又涉及多个元器件的相互配合，最终形成整机，这就意味着任何一个元器件出现故障问题都会导致电压互感器整机发生故障。因此，在生产制造电压互感器的过程中，务必严格执行国家相关标准，落实好元器件各项设计参数要求。在产品出厂之前，做好质量检验工作，剔除掉不合格产品，确保元器件出厂时品质全部检验合格。最后，在电压互感器投入使用之后，需要相关人员针对所有设备元器件的运行情况均给予持续性关注。依据不同元器件的特点，要制订合理检测周期，明确检测目标及检测方法。在此环节中，要着重查看元器件是否存在潜在功能失效、故障隐患以及老化问题。如果确认存在上述问题，要立即予以更换。如无需更换，则要采取正确方法对其进行维护与保养，确保其各项功能的正常使用，从源头上防范电气设备故障，确保输变电中电压互感器的长期稳定运行。

3.4防范电容末端接地接触不良

变电站的工作人员要加强对电压互感器的线路连接状况的检查，保证变压器的导线端部和地面的连接状况良好，并排除有关的安全隐患。担任这一工作的人必须对各种电压互感器的接线方式或接地方法都有一定的了解，并且要有高度的责任心和岗位经验，不能出现工作上的疏漏和质量上的漏洞，才能保证变电站和电网的安全稳定运行。因此，制定一份具有指导性的设备维护方案是变电站工作人员必须要做的，它要对工作内容、进度和质量进行详细的说明。在维护期间，要重点关注电压互感器的细节以及易被忽略的细节，利用信息技术24小时监控关键设备的运转状态，最大限度地防止意外情况的发生；若发现问题，应立即加以解决，以改善变电所及电网的运行品质。

结论

电压互感器在电力系统中起着重要作用。如果不及时分析常见故障，加强日常监督，将直接影响电网的正常工作，给用户的生活带来极大的不便，给电力企业带来巨大的经济损失。加强电压互感器维护保养，消除常见故障，确保其安全可靠的运行，是运维人员在日常运行和维护中共同承担的重要责任。

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