电压互感器常见故障的排除方法与技术

精密制造与自动化　２０１５年第３期　电压互感器常见故障的排除方法与技术　刘宇通　（河南工业职业技术学院摘河南南阳４７３０００）　要　电压互感器是将电力系统的高电压变换成标准低电压的电器，它与测量仪表配合时，测量电压、电能与　继电保护装置则可对电力系统起到继电保护作用。通过分析电压互感器常见的故障，包括电压互感器的基本知识，　互感器本身异常故障处理，电压互感器安全运行要点等，为使用者提供参考。　关键词　电压互感器故障运行安全　电压互感器与变压器的工作原理完全相同。实　际上，电压互感器就是一种小容量的降压变压器。　但是，电压互感器二次侧并联的是阻抗很大的电压　烟等）现象时，应使用断路器将故障的互感器切断。　禁止使用隔离开关或取下熔断器等方法停用故障的　电压互感器，因为它们都没有灭弧装置，若使用它　们断开故障的电压互感器，故障电流将引起母线短　路、设备损坏或造成人身伤害等。像这类事故曾在　电力系统中发生过，应引以为戒。电压互感器的回　路上都不装设断路器，如直接拉开电源断路器，就　要影响对用户的供电，所以可根据具体情况进行处　理。若时间允许，先进行必要的倒闸操作，使拉开　该故障设备时不致影响发电厂电量的输送或对用户　的供电。若为双母线系统，即可将各元件倒换到另　一表和其他仪器仪表的电压线圈，运行中的电压互感　器类似工作在开路状态的变压器。正常运行时，应　有均匀轻微“嗡嗡”声，运行异常时常伴有噪声及　其他现象。　线路单相接地时，因未接地的两相电压升高及　零序电压产生，使铁芯饱和而发出较大的噪声，主　要是沉重的“嗡嗡”声。　铁磁谐振发出较高的“嗡嗡”或“哼哼”声，　这声音随电压和频率的变化而变化。而且工频谐振　时，三相电压上升很高，使铁芯严重饱和，发出很　台发动机上，解列降压及解列灭磁后再拉开。若　１１０　ｋＶ及以上的电压互感器已冒烟着火，来不及进　响而沉重的“嗡嗡”声音。分频谐振时，三相电压　行倒换母线等操作，应立即停止该条母线，然后拉　开故障电压互感器的隔离开关，再恢复母线运行。　升高，铁芯饱和，且分频谐振时频率不到５０　Ｈｚ，　只发出较响的“哼哼”声。　电压互感器二次负荷回路的故障。在实际运行　中，电压互感器二次熔断器或隔离开关辅助触点常　因接触不良而使回路电源消失，或因负荷回路中有　上的电压表、功率表、功率因数表、电度表、周波　表等指示发生异常，同时将使保护装置的电压回路　失去电压。　仪表指示消失或不正确时，值班人员不应盲目　１　电压互感器本身故障　特别是在２２０　ｋＶ及以上电压等级的电网中，由于制　造工艺不良，防患措施不力，曾发生多起电压互感　器爆炸的重大事故。值班人员在巡回检查中，如发　现充油和充胶式的互感器有下列故障现象时，应立　电压互感器本身故障在电力系统中也不断发生，　故障而使二次侧熔断。此时，将使控制室或配电盘　即停止使用（因为内部发生故障时，常会引起火灾　或爆炸事故）。　高压熔断器熔体连续熔断２～３次；互感器本体　调整或进行有关操作，那样将会把异常状况扩大为　事故。因此，在发现上述表计指示不正常且系统又　无冲击时，值班人员要迅速观察电流表及其他表计　指示是否正常。若正常，则说明是电压互感器及其　二次回路有故障。这时，值班人员应根据电流表及　其它表计的指示，对设备进行监视并尽可能不变动　温度过高；互感器内部有“噼啪”声或其他噪声；　在互感器内部或引线出口处有漏油或流胶的现象；　从互感器内部发出臭味或冒烟；绕组与外壳之间有　火花放电。　如果发现电压互感器高压侧绝缘有损伤（如冒　设备的运行方式，以免发生误操作。若这类故障可　能引起保护装置的误动作（如低压闭锁过电流保护　６１　精密制造与自动化　２０１５年第３期　中电压失去），应按照继电保护运行规程中的有关规　定，退出相应的保护装置。在采取上述措施后，应　尽快消除这些故障。若是因熔断器接触不良所致，　则可及时修复。若发现互感器二次侧熔体熔断，则　可以换上同样规格的熔断器试送电，如再次熔断则　有严重喷油、漏油或流胶现象。此现象可能是内部　故障，过热引起。内部发出焦臭味、冒烟、着火。　此情况说明内部发热严重，绝缘已经烧坏、套管严　重破裂放电，套管、引线与外壳之间有火花放电。　严重漏油以至看不到油面。严重缺油使内部铁芯暴　要查明原因，消除故障后才可以换上。若发现一次　侧熔断器的熔体熔断，则应对电压互感器一次侧进　行一番检查，并且在有限流电阻时，不允许更换试　送电，否则可能引起更大的事故。有时只有个别仪　表如电压表等指示不正常，则可判断为该仪表本身　有故障，应通知检修人员处理。电压互感器二次回　路发生故障的现象可能是多种多样的。特别是大中　型发电厂中，由于发电机或主变压器的电压互感器　二次回路接线不一致，故障现象也不完全相同。因　此，值班人员要熟悉本厂电气运行规程中关于互感　器事故的处理，以便在发生上述故障时，正确的排　除。　２检查电压互感器　电压互感器在运行中，一、二次回路是不允许　短路的。因为电压互感器本身阻抗很小，如二次侧　短路，二次回路通过的电流很大，造成二次侧熔断　器熔断，影响表计的指示并可能引起保护装置的误　动作。假如熔体容量选择不当，极容易损坏电压互　感器。值班人员应定期对运行中的电压互感器进行　外部检查。　电压互感器瓷瓶应清洁无裂纹、无缺损及放电　现象。电压互感器油位应正常、无漏油现象，一、　二次回路接线应牢固，各接头无松动现象、二次接　地应良好。这种接地属于保护性接地，防止一、二　次绝缘损坏而击穿时，高压窜Ｎ－次侧来，对人身　和设备造成危害。　检查电压互感器一、二次熔断器、一次隔离开　关及辅助触点应良好。　３　电压互感器出现下列故障应立即停用　高压熔断器拉线熔断两次（内部的故障可能性　很大）。内部发热，温度过高。电压互感器内部匝间、　层间短路或接地时，高压熔断器可能不熔断，引起　过热甚至可能会冒烟起火。内部有放电“噼啪”响　声或其他噪声，内部短路、接地、夹紧螺丝松动引　起，主要是内部绝缘破坏。互感器内或引线出口处　６２　露于空气中，当雷击线路或过电压出现时，会引起　内部绝缘闪络烧坏互感器。　电压互感器内部故障，电路导线受潮、腐蚀及　损伤使二次绕组及接地短路，发生一相接地短路及　相间短路等，由于短路点在二次熔断器前面，故障　点在高压熔断器熔断之前不会自动隔离。　电压互感器二次绕组及接线发生短路，二次阻　抗变小，短路电流很大。此时，高压熔断器一般不　一定熔断，内部会有异常声音，二次熔断器拔下异　常声音也不消失，会很快烧坏。　高压熔断器不是保护互感器过载的，而是保护　内部短路故障的。所以，内部发生匝间、层间短路　等，高压熔断器不一定熔断。而高压熔断器未熔断　时，一次绕组上流过大于额定电流很多的故障电流，　时间稍长，就会过热、冒烟甚至起火，应尽快将其　停用。　电压互感器着火，应切断电源后，用干粉、１２１１　灭火器灭火。将故障电压互感器停电，应首先考虑　的问题，是防止继电保护（如距离保护等）和自动　装置（如自投装置）误动作。应退出可能误动的保　护及自动装置，然后停用有故障的电压互感器。同　时还要注意，若发现电压互感器高压侧绝缘损坏，　严重的内部故障（如着火、冒烟等），若高压侧未装　熔断器，或者高压熔断器不带限流电阻的，不能用　隔离开关直接拉开故障电压互感器，应用断路器切　除故障。若用隔离开关隔离故障，可能在拉故障电　流时，引起母线短路，设备损坏或人身事故。如果　是故障高压熔断器已经熔断，或是高压熔断器带有　合格的限流电阻时，则可以根据现场规程，利用隔　离开关拉开有故障的电压互感器。　对于不能用隔离开关隔离的故障电压互感器，　应根据实际接线盒运行方式，如果时问允许，尽量　不中断供电，采用倒运行方式，用断路器切除故障　电压互感器。　发现电压互感器有上述严重故障时，其处理程　序一般是：退出可能误动的保护及自动装置，断开　故障电压互感器二次断路器（或拔掉二次熔断器）。　刘宇通　电压互感器常见故障的排除方法与技术　电压互感器三相或者故障相的高压熔断器已熔断时，　若无任何操作，突然出现相电压异常升高或降低，　可以拉开隔离开关隔离故障。高压熔断器未熔断，　高压侧绝缘未损坏的故障（如漏油至看不到油面、　内部发热等故障），可以拉开隔离开关，隔离故障。　高压熔断器未熔断，所装高压熔断器上有合格的限　流电阻时，可以根据现场规程规定，拉开隔离开关，　则可能是互感器内部绝缘损坏，如绝缘支架，绕组　层间短路故障。　中性点有效接地系统，电压互感器投运时出现　电压表指示不稳定，可能是高压绕组Ｎ（Ｘ）端接地接　触不良。　电压互感器回路断线处理。根据继电保护和自　动装置有关规定，退出有关保护，防止误动作。检　隔离严重故障的电压互感器。高压熔断器未熔断，　电压互感器故障严重，高压侧绝缘已损坏，高压熔　断器无限流电阻的，只能用断路器切除故障。应尽　量利用倒运行方式的方法隔离故障。否则，只能在　不带电情况下拉开隔离开关，然后恢复供电。故障　隔离后，可经倒闸操作，一次母线并列后，合上电　压互感器二次联络，重新投入所退出的保护及自动　装置。　４电压互感器异常运行的处理　运行中电压互感器发生异常现象时，应及时报　告并予以消除，并将情况记入运行记录薄和缺陷记　录本中。　当发生下列情况之一时，应立即将电压互感器　停用（注意保护的投切）。电压互感器高压熔断器连　续熔断２～３次；高压套管严重裂纹、破损，互感器　有严重放电，已威胁安全运行时；互感器内部有严　重异音、异味、冒烟或着火；油浸式互感器严重漏　油，看不到油位：六氟化硫气体绝缘互感器严重漏　气，压力表指示为零；电容式电压互感器分压电容　器出现漏油时；互感器本体或引线端子有严重过热，　膨胀器永久性变形或漏油；压力释放装置（防爆片）　已冲破，树脂浇注互感器出现表面严重裂纹、放电。　电压互感器常见异常判断与处理方法：　三相电压指示不平衡：一相降低（可为零），另　外两相正常，线电压不正常，或伴有声、光信号，　可能是互感器高压或低压熔断器熔断。　中性点非有效接地系统，三相电压指示不平衡，　三相电压指示不平衡，一相降低（可为零），另外两　相升高（可达线电压），或指针摆动，可能是单相接　地故障或基频谐振。如三相电压同时升高，并超过　线电压（指针可摆到头），则可能是分频或高频谐振。　高压熔断器多次熔断，可能是内部绝缘严重损　坏，如绕组层间或匝间短路故障。　中性点有效接地系统，母线倒闸操作时，出现　相电压升高并以低频摆动，一般为串联谐振现象。　查高、低压熔断器及自动开关是否正常，如熔断器　熔断，应查明原因并立即更换，当再次熔断时则应　慎重处理。检查电压回路所有接头有无松动，断头　现象，切换回路有无接触不良现象。　电容式电压互感器常见的异常判断。（１）二次　电压波动。二次连接松动，分压器低压端子未接地　或未接载波线圈。如果阻尼器是速饱和电抗器，则　有可能是参数配合不当。（２）二次电压低。二次连　接不良，电磁单元故障或电容Ｃ２单元损坏。（３）　二次电压高。电容单元Ｃ１损坏，分压电容接地端　未接地。（４）电磁单元油位过高。下节电容单元漏　油或电磁单元进水。投运时有异音，可能是铁芯或　中压变压器螺栓松动。　５　电磁式电压互感器励磁特性不同引起的异　常处理　当采用三台单相电压互感器构成绝缘监视装置　时，通常应选用同一厂家、励磁特性相同的单相电　压互感器。但是，若选用不当，会出现输出电压不　平衡或者引起虚幻接地。　防止方法：制造厂首先从材料检验着手，使配　套使用的电压互感器所采用的电工硅钢片的性能保　持一致；在工艺上，使铁芯的加工方法保持一致，　以确保配套使用的电压互感器励磁特性一致，运行　单位应选用励磁特性相同的电压互感器。一般来说，　同一厂家、同一时期生产的电压互感器，其励磁特　性基本是相同的。　６虚幻接地现象　中性点不接地或消弧线圈的电网属于小电流接　地系统，在这种系统中，由于历史的原因，绝大多　数的电网实现有选择性的灵敏的接地保护至今尚未　很好地解决，所以绝大多数的电网是采用交流绝缘　监视装置对接地故障进行监视。只要电网三相对地　６３　精密制造与自动化　２０１５年第３期　电压不对称而使中性点发生位移，且位移电压达到　动作整定值，装置就会无选择地显示及反映。运行　经验表明，除单相接地外，造成中性点发生位移的　原因很多，如铁磁谐振、负荷严重不对称等。这种　由于非接地原因，导致绝缘监视装置发出“接地”　信号的现象，通常称为虚幻接地现象。　人的许可，应考虑停用互感器对继电保护装置和电　能计量的影响（必要时停用有关保护和自动，以防　误动作装置）。操作中应有专人监护，人体与带电体　之间应保证足够的安全距离。　电压互感器巡视检查中，应注意有无放电声和　其他噪声、有无冒烟、有无异常气味、电气绝缘表　面是否发生闪络放电、引线连接点是否过热、　有无打火、有无严重漏油渗油、二次仪表指示　是否正常等。　运行中的电压互感器接头或外壳发热、内部有　杂声或放电声、引线与引线或引线与外壳之问发生　放电、油位过低以致油表中看不到油面线或油位　过高以致从注油孔溢出时，应记入记录本并向上　级报告。　７　电压互感器安全运行要点　熔断器是电压互感器唯一的保护装置，必须正　确选用和维护。一次侧熔断器的保护范围是一次侧　线路和互感器本身，并可作为二次侧短路故障状态　的穿越性能保护。二次熔断器的保护范围是互感器　的二次线路。　电压互感器二次侧熔丝熔断一般是由二次侧短　路造成的，可能是由于互感器二次侧短路穿越作用　于一次侧所造成的，也可能是由于电压使互感器铁　运行中的电压互感器发生下列故障时应予以停　电：瓷套管破裂或闪络放电，高压线圈击穿，有放　芯饱和导致一次电流急剧增大造成的。　如果低压熔丝熔断，可更换符合规格的熔丝试　电声、冒烟、发出臭味，连续点打火，严重漏油，　外壳温度超过允许温度且继续上升，高压熔丝连续　两次熔断。　参考文献　［１］　夏兴华主编．电气安全工程［Ｍ］．北京：人民邮电出版　社２０１２．　送电。如再次熔断，说明二次回路有比较严重的故　障，应先排除故障，再考虑更换熔丝。　更换电压互感器的一次侧熔断器的熔管前应拉　开互感器的一次侧隔离开关，使互感器运行，并取　下二次侧熔断器的熔管（防止可能的反送电的危险），　确认无电后，方可带绝缘手套（或用绝缘夹钳）取　［２］　汪永华等主编．电气运行与检修［Ｍ］．北京：中国水利水　电出版社，２００８．　下高压熔管。更换熔管前应仔细查看互感器及一次　引线有无故障迹象，如异物短接、瓷套管破裂、瓷　套管放电痕迹、漏油、喷油、异味等。必要时应测　量绝缘电阻，检查无异常时方可更换熔管试送电。　如更换后的熔管再次熔断，则不可再次送电，而必　须做进一步的检查和试验。　更换高压互感器的高压熔管必须取得有关负责　［３］　赵永生主编．变配用电设备电气试验与典型故障分析　及处理［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１２．　［４］　陈家斌主编．变电运行与管理技术［Ｍ］．北京：中国电力　出版社，２００４．　［５］　雷玉贵主编．变电检修［Ｍ］．北京：中国水利水电出版　社，２００６．　（上接第３６页）　人性化，对操作员简单培训就能熟练掌握，减少了　培训时问。将Ｅａｓｙ　ｓｃｒｅｅｎ和Ｅａｓｙ　Ｅｘｔｅｎｄ结合使用，　能使开发更加方便、更加简单。　参考文献　［１］　西门子ＳＩＮＵＭＥＲＩＫ　８２８Ｄ　ＴＵＲＮＩＮＧ　ＡＮＤ　ＭＩＬＬＩＮＧ　说明书［Ｍ］．２０１０．　［２］　西门子ＳＩＮＵＭＥＲｊＫ　８２８Ｄ　ＨＡＲＤＷＡＲＥ　ＡＮＤ　ＳＯＦＴＷＡＲＥ说明书［Ｍ］．２０１１．　［３］　西门子ＳＩＮＵＭＥＲＩＫ　８２８Ｄ　ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ　ＭＡＮＵＡＬ说　明书［Ｍ］．２０１０．　［４］西门子ＥＡＳＹＥＸＴＥＮＤ说明书［Ｍ］．２０１１．　［５］　西门子ＥＡＳＹ　ＳＣＲＥＥＮ说明书［Ｍ］．２０１１．