一起電容式電壓互感器發(fā)熱故障的異常分析

郭志斌　莊建煌

【摘 要】針對(duì)一起35kV電容式電壓互感器異常發(fā)熱的現(xiàn)象，分析發(fā)熱故障原因，并提出相關(guān)的防范措施及建議，供技術(shù)人員參考。

【關(guān)鍵詞】異常發(fā)熱；故障原因；防范措施建議

0 引言

近年來(lái)，電容式電壓互感器（以下簡(jiǎn)稱CVT）由于其維護(hù)方便，主絕緣主要由分壓電容器承擔(dān)，不易造成惡性事故；運(yùn)行可靠性高、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用。但是由于受廠家的生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)、材料等因素的影響，CVT存在的質(zhì)量問題也比較多，故障率也較高，嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)CVT在運(yùn)行中存在的內(nèi)部故障，必須定期對(duì)其進(jìn)行油色譜分析或?qū)ｍ?xiàng)普查。

1 異?，F(xiàn)象

2015年4月份，公司組織對(duì)68臺(tái)35 kV及以上CVT專項(xiàng)油色譜分析普查，在取樣時(shí)發(fā)現(xiàn)某35kV線路PT（某公司產(chǎn)品，型號(hào)TYD35/√3-0.01FH，出廠日期2008年5月）電磁單元油箱異常發(fā)熱，其油箱壁人手已不能觸摸，觀察CVT電磁單元油位窗口已無(wú)法看到油位分界線。發(fā)現(xiàn)異常后，立即對(duì)該CVT進(jìn)行了紅外測(cè)溫檢查，發(fā)現(xiàn)該CVT電磁單元箱壁溫度達(dá)到65℃，比相鄰間隔線路CVT溫度高出近40℃。

接下來(lái)對(duì)CVT電磁單元進(jìn)行了油取樣分析，發(fā)現(xiàn)油樣油色是黃褐色，并可聞到濃烈的燒焦味。經(jīng)對(duì)油樣油色譜分析發(fā)現(xiàn)油中氫氣、乙炔、總烴含量均已嚴(yán)重超過(guò)注意值（數(shù)據(jù)見表1），油中氫氣、乙烷、乙烯含量占主要成分，初步判斷故障點(diǎn)溫度較高并存在電弧放電性故障，經(jīng)向上級(jí)匯報(bào)后立即將該CVT停運(yùn)。

2 檢查過(guò)程

對(duì)該CVT分別測(cè)量了分壓電容的絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ、電容量和中間變壓器的絕緣電阻均正常，但在做空載伏安特性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)主二次繞組剛加壓至29V，空載電流即達(dá)到5000mA，初步懷疑中間變壓器存在故障。

接著對(duì)CVT放油進(jìn)行內(nèi)部檢查，吊開電容單元后發(fā)現(xiàn)電磁單元油箱內(nèi)部的補(bǔ)償電抗器線圈（如圖1紅色箭頭處）外層的絕緣層已全部受熱融化，其它設(shè)備外觀正常；進(jìn)一步解體檢查，發(fā)現(xiàn)中間變壓器分接頭處有放電痕跡，補(bǔ)償電抗器繞組匝間、層間均已燒穿，有幾匝銅線已熔化在一起。

3 故障原因分析

圖2為電容式電壓互感器的原理圖，通過(guò)對(duì)該 CVT解體及試驗(yàn)情況分析，認(rèn)為造成該CVT故障的原因是：

由于該CVT中間變壓器分接頭處對(duì)地發(fā)生火花放電，將中間變壓器一次主繞組短接，使得分壓電容C2上的電壓全部加于補(bǔ)償電抗器L上，又由于間歇性的弧光短路引起補(bǔ)償電抗器L中電流發(fā)生突變，在補(bǔ)償電抗器L中感應(yīng)出高壓，造成補(bǔ)償電抗器分接頭匝間和層間短路并熔化。由于短路點(diǎn)溫度極高，將周圍的絕緣油加熱，并將溫度傳遞到油箱外殼，使得CVT電磁單元油箱發(fā)燙。由于本次故障發(fā)現(xiàn)及時(shí)，并未發(fā)生嚴(yán)重后果。

4 防范措施及建議

1）通過(guò)油色譜分析可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)CVT存在的潛伏性故障，盡管狀態(tài)檢修規(guī)程將油色譜試驗(yàn)列為診斷性試驗(yàn)項(xiàng)目，但由于電容式電壓互感器的制造工藝、材質(zhì)等問題，對(duì)其定期進(jìn)行油色譜試驗(yàn)是非常必要，建議在新設(shè)備投運(yùn)一年后及停電檢修時(shí)應(yīng)做一次油色譜試驗(yàn)，對(duì)于運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)電磁單元油箱溫度異?；虬l(fā)出異常響聲的CVT，應(yīng)立即取油樣色譜分析試驗(yàn)。

2）對(duì)于電容式電壓互感器，如發(fā)現(xiàn)滲漏油時(shí)應(yīng)及時(shí)消缺，運(yùn)行中如發(fā)現(xiàn)電磁單元油箱油位異常升高時(shí)應(yīng)立即查明原因，防止因電容單元絕緣油泄漏而引發(fā)設(shè)備故障。

3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)電容式電壓互感器tgδ增長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)盡快予以處理或更換。

4）進(jìn)行檢修試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意不要使電容式電壓互感器二次側(cè)短路，以免因短路造成保護(hù)間隙連續(xù)火花放電，造成過(guò)電壓而損壞設(shè)備。

5）對(duì)于較高電壓等級(jí)的電容式電壓互感器必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行局部放電測(cè)量，同時(shí)還應(yīng)進(jìn)行二次繞組絕緣電阻、直流電阻測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果與出廠值和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，差別較大時(shí)應(yīng)分析原因，必要時(shí)還應(yīng)增加試驗(yàn)項(xiàng)目，以查明原因，不合格的互感器不得投入運(yùn)行。

6）積極開展CVT設(shè)備在線監(jiān)測(cè)工作和紅外熱成像掃查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常設(shè)備。

5 結(jié)束語(yǔ)

電容式電壓互感器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其能否正常運(yùn)行將直接影響到電力系統(tǒng)的安全。在日常運(yùn)行中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)CVT電磁單元的監(jiān)測(cè)維護(hù)，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)取油進(jìn)行油色譜、微水試驗(yàn)，同時(shí)要定期進(jìn)行紅外熱成像分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的缺陷。

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