单相接地引起的10 kV电压互感器故障分析

陈志勇

（国网江苏省电力公司苏州供电公司，江苏 苏州 215004）

单相接地引起的10 kV电压互感器故障分析

陈志勇

（国网江苏省电力公司苏州供电公司，江苏 苏州 215004）

介绍了一起由外部单相接地引起的10 kV电压互感器三相绝缘损坏的故障；通过对故障异常现象分析，确认了导致故障的原因为电压互感器二次侧开口三角绕组短路，并经现场检查验证，给出了故障处理措施，确保了电压互感器的稳定运行。

电压互感器；绝缘故障；单相接地；开口三角绕组

0 引言

10 kV电压互感器在电网中属于故障多发的设备，操作过电压、外部弧光过电压、谐振过电压等均可能导致电压互感器发生绝缘故障，故障现象包括熔丝熔断、绕组绝缘击穿或短路、过热烧损等。由于对过电压的信息一般没有监测记录装置，对故障的确切原因判断具有一定的难度。而且如果不深入分析而直接采取更换设备的做法，有可能将隐患遗留在系统中，容易再次引发故障。下面对一例电压互感器故障进行分析。

1 故障经过及现象

某110 kV变电站10 kVⅠ段母线A相发生外部金属性接地故障，故障发生约10 min后该变电站10 kVⅠ段母线三相电压全部消失。

后台机上三相电压显示为0，消弧线圈动作。进入10 kV开关室检查时闻到一股焦糊味，电压互感器柜上5只电压表（A，B，C相各1只，线电压1只，3U01只）指示均为0。通过试拉线路法查找接地线路，在拉开某10 kV线路后接地故障消失，消弧线圈动作恢复，各分路出线带电显示器A相灯均恢复正常，后台机上三相电压指示为A相4．6 kV，B相和C相为0，电压互感器柜上指示A相为4．6 kV，B相和C相及3U0为0。

停电检查发现B，C相高压熔丝熔断，测量3只电压互感器一次侧直流电阻及绝缘均正常；但检查二次侧绝缘时，发现A相有3组二次线圈，B，C相各2组二次线圈对地绝缘均为0，电压互感器停运。

该变电站刚投运4个月，10 kV母线此前未曾发生过接地故障，故障过程中消弧线圈投入并正确动作。

2 故障分析

从故障经过及测试结果分析，此次电压互感器损坏故障存在以下特征：

（1） A相接地故障情况下，一般A相电压互感器绝缘不会损坏，而此次A相电压互感器二次绕组绝缘全部损坏，故障情形较为特殊；

（2） 根据消弧线圈动作记录，可以判断不存在铁磁谐振等过电压；

（3） 由于二次绕组损坏，而一次绕组完好，并且电压互感器有明显过热痕迹，可以判断此次损坏为电流发热型，而不是过电压损坏；

（4） 高压熔丝熔断说明一次电流非常大；

（5） 故障过程中3U0表始终为0，也较特殊。

综合以上几个特征分析，初步判断故障原因为电压互感器开口三角绕组短路的可能性极大。

3 检查验证

根据以上分析，有针对性地对电压互感器二次回路进行了检查。检查发现1号主变保护屏低压侧电压引入端子4D15处L630（内侧）与N600小母线引下线（外侧）短接，N600小母线引下线应接4D14，但错接在4D15上，即电压互感器二次开口三角绕组短路。

二次回路的检查结果验证了初步判断：开口三角绕组短路导致此次故障。正常情况下，开口三角绕组输出电压基本为0，因此3U0为0，开口三角绕组短路不影响电压互感器正常运行。当发生系统单相接地故障时，开口三角绕组输出100 V的电压，一旦发生接线短路，即电压互感器二次侧短路，会形成非常大的电流并发热，同时会导致一次侧电流很大。由于外部接地为金属性接地，因此持续发热导致电压互感器二次绝缘热击穿，测量绕组匝间短路，一次电流突增导致B，C相熔丝熔断，电压互感器损坏。当接地故障消失后，电压互感器重新投入运行，由于B，C相熔丝熔断，相当于退出系统，二次电压为0；A相二次测量绕组匝间短路，导致显示电压为部分电压（4．6 kV）。

4 结束语

该起10 kV电压互感器三相故障的直接原因是电压互感器开口三角绕组二次接线短路。这是一起特殊的故障，当施工单位误将电压互感器二次开口三角绕组的二次接线短路时，常规的检查和验收都很难发现；设备投运后正常运行时，外部检查也不会发现任何异常。而且此误接只有在发生单相接地故障时，才会对电压互感器设备造成严重伤害。因此，建议在竣工验收时加强对电压互感器二次开口三角回路的接线核对工作。

当发现单相接地引起电压互感器三相损坏时，应检查电压互感器开口三角绕组是否短路，而不能简单地将损坏的电压互感器进行更换。

1 中华人民共和国电力工业部．DL/T620—1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合［S］．北京：中国标准出版社，1997．

2 张纬钹．过电压防护及绝缘配合［M］．北京：清华大学出版社，2002．

3 陈 珩．电力系统稳态分析（第2版）［M］．北京：中国电力出版社，2000．

4 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化委员会．GB1207—2006电磁式电压互感器［S］．北京：中国标准出版社，2007．

2015-08-13；

2016-04-02。

陈志勇（1975-），男，高级工程师，主要从事高电压技术管理和变电设备检修管理工作，email： powerczy@163．com。