35kVI母高压柜内电压互感器烧毁事故分析

湖南工业大学电气与信息工程学院 王 真天津城西供电公司 王天罡

35kVI母高压柜内电压互感器烧毁事故分析

湖南工业大学电气与信息工程学院 王 真天津城西供电公司 王天罡

电压互感器在电力系统中占有重要比重，它是把高电压按比例变成标准二次电压，供计量、保护、仪表装置使用。本文针对一起某变电站35kVI母高压柜内电压互感器烧毁事故进行探析，找出了事故原因并进行了理论分析，用以指导安全生产，避免财产及人身伤亡等事件发生。

电压互感器；事故分析；安全生产

0 引言

某35kV无人值守变电站35kV、10kV系统都为单母线分段接线，主变2台，容量分别为5000kVA和2000kVA，且为并列运行，其中35kV侧I母出线1条，Ⅱ母出线2条。故障为35kVI母高压柜内电压互感器，一次侧中性点经消谐器接地。

1 事故简介

4月26日，运行人员进行常规巡视，发现35kVI母电压互感器柜内有烧焦味，在做好安全措施的前提下，打开柜门检查发现电压互感器已烧毁，二次电缆已烧熔，柜内的温度传感器和加热器均已损坏。如图1所示。

图1

2 事故分析

措施一：由于该电压互感器投运时间并不长，且柜内工作环境良好，故排除了由于产品本身套管或外绝缘破损、螺丝松动、导线受潮、铁心叠片及绕制工艺不过关等质量问题，使电压互感器烧毁。

措施二：现场将三相熔断器取下后用万用表测量其阻值均为30Ω左右（如图2所示），说明熔断器并未熔断。初步推断不是由于电压互感器本身内部有单相接地和相间短路，或者系统发生波动（接地、雷击）等，产生铁磁谐振，继而产生过电压，使电压互感器的激磁电流增加，引起熔断器熔断或者电压互感器烧毁。

图2

措施三：35kVⅠ母高压柜电压互感器一次侧中性点经消谐器接地（如图3所示），现场拆下电力一次消谐装置测量其阻值为10MΩ,测量一支新的消谐器大约为13MΩ。咨询厂家后得知，此消谐器并未损坏，但是新的消谐器在参数和性能上更优越，所以现场更换了一次消谐装置，并排除了由于线路发生接地故障，系统电气参数发生变化，使电压互感器铁芯深度饱和，产生数安培幅值的涌流，而这种涌流尚未达到熔断器的熔断值，但超过了电压互感器的额定电流，长期过流状态下导致的电压互感器烧毁。

图3

措施四：测试了电压互感器的二次负荷，发现并没有出现过负荷超载造成一、二次电流较大，造成电压互感器内部绕组发热增加，导致电压互感器烧毁。

措施五：检查电压互感器二次接线盒及二次回路。二次接线虽已烧毁但接线盒内并未出现短路情况。检查Ⅰ母电压互感器二次回路也未发现异常。在清理回路时发现二次电缆铁槽里二次线已全部烧熔短接，当时只是猜测可能是由于电压互感器烧毁时引起。当检修人员在拆电压互感器进行更换时意外发现隔壁间隔安装加热器的地方温度特别高，在加热器周围30公分以内都很烫，人手根本不敢触摸。随即将损坏的加热器拆除，发现柜内加热器紧贴着铁皮隔板，并且没有安装隔热板（如图4所示）。此外，电压互感器的二次线是单根接线并没有良好的耐热性能，并不像一般的电缆还有外壳包裹。所以推断电压互感器烧毁的原因可能是由于二次线离加热器太近，加热器长期工作，温度升高，加速二次线绝缘老化，最后导致二次线熔接在一起造成电压互感器二次侧短路，引起电压互感器烧毁。初步推测原因后，检修人员将柜内清洗完毕，并更换了新的电压互感器，试验班对避雷器做耐压试验后均合格，保护班人员重新敷设电缆并正确接入二次线。经检查无误，试投运后，测量二次端子保护测量、计量电压正常，开口三角电压正常，Ⅰ母对Ⅱ母电压为零。合上二次电压空开，并将并列装置打至分列位置，装置电压采样正常，馈线保护装置电压正常，后台机电压显示正常。

图4

5月11号接到运行人员电话，被告知该变电站35kVⅠ母高压柜内电压互感器再次烧毁，且在35kVⅠ母电压互感器二次并列运行操作时，操作并列/解列把手至并列后，35kVⅡ母电压互感器二次空开跳闸，试合后再次跳闸。检修人员立即赶赴现场，在一切工作就绪后，检修人员彻底排除了之前猜测的“由于加热器过热导致临近的二次线熔接”的情况，并全面对故障原因进行了查找。

运行人员告知此次电压互感器烧毁，35kVⅠ母出线故障跳闸，于是把排查工作重点放在二次回路上。电压互感器不能并列，二次空开跳闸的原因是35kVⅠ母电压互感器烧毁后二次电缆短路，现场将35kVⅠ母电压互感器二次线拆除后，可以正常并列。对照原施工二次接线图，全面检查二次回路时发现35kVⅡ母电压互感器开口三角的LN2短接至35kVⅠ母电压互感器开口三角的L1上，直接造成35kVⅠ母电压互感器开口三角短路（如图5所示）。当线路正常运行时开口三角无电压，当线路发生单相接地时电压互感器开口三角有一定零序电压，此时如果电压互感器二次短路，激磁电流迅速增大，使其烧毁。

图5

3 理论阐述

所谓开口三角，就是将电压互感器的二次绕组依次首尾相接，但是不形成闭合，开口电压等于三相电压的矢量和，即开口三角采集的是零序电压。正常情况下，三相电压平衡，开口三角输出电压矢量和为零。当发生单相接地时，三相电压平衡被打破，向量和等于原来的根号3倍线电压，此时开口三角的电压等于线电压，可用于故障报警；当一相高压熔丝熔断时，向量和等于线电压，此时开口三角的电压等于相电压，可用于故障报警。所以开口三角的作用一方面用于绝缘监测，构成零序电压过滤器；另一方面用于消除铁磁谐振。

在系统无接地或者三相电压平衡的情况下，开口三角无电压输出，一旦发生接地故障时，开口三角就会产生线电压，由于本次事故中错误的把35kVⅡ母电压互感器开口三角LN2接至35kVⅠ母电压互感器开口三角L1上，使其35kVⅠ母电压互感器开口三角短路，因为开口三角不允许装设熔断器作其短路保护，所以引起Ⅰ母电压互感器两次烧毁。

4 结语

基于上述故障的分析，要求施工人员在接线、安装、调试电压互感器的时候一定要对照接线图，认真检查准确性，包括极性是否正确，开口三角是否存在短路，接地是否良好，未用的绕组是否做好了绝缘，导线与端子排的连接是否对应。验收人员也不能麻痹大意，在验收时一定要仔细复查。做到在源头避免隐患的发生，维护电压互感器的安全稳定运行。

[1]石森.对35kV电压互感器异常烧毁事故的分析与防范措施[J].科技创新与应用,2017(2):191.

[2]余冬梅.电压互感器二次接线错误引起的故障分析[J].企业科技与发展,2016(4):82-84.