淺談關(guān)于電壓互感器常見故障處理與分析

董輝淵 趙艷鋒 李強(qiáng) 吳彥舍

摘要：電壓互感器是電力系統(tǒng)中的重要電器裝置，在測量線路電壓、功率和電能，以及保護(hù)線路故障中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞：電壓互感器；故障；處理；分析

電壓互感器，是一種將高電壓按一定比例變換成一定標(biāo)準(zhǔn)的低電壓，并在相位上與高壓保持一定的關(guān)系，能準(zhǔn)確、實時的反映高壓量值變化的設(shè)備。它解決了高壓難以直接量測的問題，還使得高壓與低壓有效的隔離，保證了工作人員及二次設(shè)備的安全。廣泛的應(yīng)用于測量、保護(hù)等環(huán)節(jié)，是電力系統(tǒng)不可或缺的設(shè)備，其能否正常、持續(xù)工作，直接關(guān)系到系統(tǒng)一、二次設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。作為電網(wǎng)運(yùn)行的指揮者，要想準(zhǔn)確、迅速地判斷、處理電壓互感器異常，就需對電壓互感器的結(jié)構(gòu)、原理、故障特性、處理原則有所了解。

一、電壓互感器

電壓互感器是電力系統(tǒng)中的重要電器裝置，與普通變壓器在結(jié)構(gòu)與用途上均有不同，對其類型與特點(diǎn)的深入了解是有效處理故障的基礎(chǔ)。

（一）概述

從概念出發(fā)，電壓互感器簡稱PT，是指由鐵芯、一次線圈、二次線圈、絕緣組成，以電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)原理，以給繼電保護(hù)裝置和測量儀表供電為主要目的，以變換線路上電壓為主要作用的裝置。電壓互感器在測量線路的電壓、電能、功率，保護(hù)故障線路線路中的變壓器、電機(jī)等貴重設(shè)備具有重要作用與傳統(tǒng)變壓器相比，其容量很小。

（二）分類

按照用途、特點(diǎn)、原理等，電壓互感器可分為不同類型，不同類型的電壓互感器具有獨(dú)特的特點(diǎn)和作用，其優(yōu)勢與可能出現(xiàn)的問題也各有不同。①工作原理。按工作原理可分為電磁式、電容式、電子式電壓互感器。②用途。不同用途的電壓互感器根據(jù)需要按照在不同地點(diǎn)，可分為戶內(nèi)式和戶外式。③絕緣。絕緣是電壓互感器的重要組成，按絕緣方式可分為干式、澆注式、油浸式和充氣式，不同絕緣的電壓互感器在試用電壓、絕緣性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等均有不同。④繞組數(shù)目。繞組是影響電壓互感器變壓的重要部件，按繞組數(shù)目可分為雙繞組和三繞組。⑤相數(shù)。按相數(shù)可分為單相和三相式，35kV及以上不能制成三相式。

（三）使用注意

電壓互感器的安全使用是供電安全與供電人員作業(yè)安全的重要保障，因此必須嚴(yán)格按照使用規(guī)范進(jìn)行操作，這對延長電壓互感器使用壽命、避免故障和及時解決故障也具有重要作用。在使用電壓互感器的過程需注意：①電壓互感器二次繞組必須有一點(diǎn)接地；②電壓互感器二次側(cè)不允許短路；③電壓互感器副邊絕對不容許短路；④電壓互感器的接線應(yīng)保證其正確性。

二、電壓互感器常見故障

電壓互感器故障可由多方面因素影響，對其故障原因的分析是故障處理的根本，對故障現(xiàn)象的了解是發(fā)現(xiàn)故障并準(zhǔn)確判斷的前提。

（一）原因

根據(jù)電壓互感器的結(jié)構(gòu)與工作原理，其發(fā)生故障的主要原因主要來源于部件損壞、操作不當(dāng)、使用環(huán)境三大方面，造成常見故障的因素主要包括絕緣、機(jī)械、電氣與發(fā)熱等四種，按照具體行程原因可細(xì)分為水分與雜質(zhì)的侵入、絕緣結(jié)構(gòu)不良、絕緣處理不當(dāng)、絕緣材質(zhì)不佳、過電流、過電壓等。因此在使用過程中需注意避免以上因素產(chǎn)生，發(fā)現(xiàn)問題可以此為基礎(chǔ)依據(jù)進(jìn)行排除和分析。

（二）現(xiàn)象

基于電壓互感器對供電及安全的重要影響，需定期對其進(jìn)行排查和維護(hù)，對故障做到及時發(fā)現(xiàn)、及時解決。此外，電壓互感器發(fā)生故障多會產(chǎn)生工作異?，F(xiàn)象，可依據(jù)這些異?，F(xiàn)象對其是否故障、故障原因、處理方法進(jìn)行分析。常見的故障現(xiàn)象包括：①互感器漏油現(xiàn)象嚴(yán)重，油標(biāo)中己看不到油面；②電壓互感器燒焦，產(chǎn)生冒煙或燒焦氣味；③電壓互感器過熱；④異常聲音產(chǎn)生；⑤引線與外殼之間產(chǎn)生電火花；⑥熔斷器熔體熔斷，更換后再次熔斷；⑦三相電壓指示不平衡。一旦發(fā)生上述故障即應(yīng)停止使用并進(jìn)行故障檢查。

（三）常見故障

由于電壓互感器故障多為局部故障，其處理通常需要排除法進(jìn)行檢查和處理，結(jié)合故障原因及電壓互感器的結(jié)構(gòu)，其常見的故障包括：①高壓或低壓側(cè)一相熔斷器熔斷故障；②低壓電路短路故障；③回路斷線故障；④電磁式電壓互感器鐵磁諧振故障；⑤其它故障。

三、電壓互感器常見故障處理方法

（一）高壓或低壓側(cè)一相熔斷器熔斷故障

此故障的產(chǎn)生可由于高壓或低A壓電路多方面原因單方面產(chǎn)生或復(fù)合因素產(chǎn)生，包括高壓電路相間短路、低壓電路短路、運(yùn)行時超負(fù)荷、熔斷器老化失效、鐵磁諧振等。一旦發(fā)生熔斷故障，即會產(chǎn)生電壓表顯示異?，F(xiàn)象，即一側(cè)電壓表顯示電壓值降低、同時另一側(cè)電壓表顯示電壓值不升高，此時電壓顯示降低側(cè)即為熔斷相。

（二）低壓電路短路故障

低壓電路短路時，通常會出現(xiàn)互感器內(nèi)部發(fā)出異常聲音的現(xiàn)象，但高壓熔斷器不會熔斷。此故障多由電力受潮、腐蝕、損傷導(dǎo)致，造成低壓側(cè)短路、內(nèi)部金屬性短路。預(yù)防低壓電路短路故障產(chǎn)生需在操作中重點(diǎn)注意：嚴(yán)格按照操作規(guī)范使用、注意設(shè)備防水防潮處理、定期進(jìn)行檢查和維護(hù)、對風(fēng)機(jī)運(yùn)行進(jìn)行重點(diǎn)檢測、定期清洗過濾器，保障過濾器壓差不超過初阻力的四倍。對低壓電路短路故障需分情況進(jìn)行判斷和處理。首先判斷所在電路，對雙母線系統(tǒng)的電壓互感器，可直接對利用母線斷路器進(jìn)行切斷和停用處理。

（三）回路斷線故障

回路斷線故障通常是由于回路接頭松動、開關(guān)接觸不良、熔斷器熔斷等原因，發(fā)生回路故障通常會出現(xiàn)明顯警示現(xiàn)象：①警示牌亮起、警鈴響；②功率表顯示異常、電度表轉(zhuǎn)動異常、電壓表顯示為零、三相電壓不一致。處理回路線路故障首先需停用相關(guān)保護(hù)裝置及自動裝置，接著查看熔斷器情況，確認(rèn)是否有熔斷情況，以及熔斷發(fā)生側(cè)，如有熔斷器熔斷顯現(xiàn)則進(jìn)行替換，并檢測替換后運(yùn)作情況并進(jìn)行進(jìn)一步處理。

（四）電磁式電壓互感器鐵磁諧振故障

對電磁式電壓互感器鐵磁諧振故障的判斷需從其特性出發(fā)，其特性包括：①鐵磁諧振可在大范圍內(nèi)產(chǎn)生；②在相同的電能作用下，回路可能不只具有單一的穩(wěn)定狀態(tài)；③工頻電源是補(bǔ)償回路電阻損失并維持諧振的能量來源；④當(dāng)回路電阻過大時，不會出現(xiàn)強(qiáng)烈鐵磁諧振；⑤PT的非線性鐵磁特性是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因。

四、結(jié)束語

綜上所述，處理電壓互感器故障是電力系統(tǒng)檢測與維修工作的重要組成，是保障供電安全與作業(yè)安全的重要手段。在實際工作中，電壓互感器的故障存在更多的多樣性和不可控因素，需要以常見處理方法為理論基礎(chǔ)，需要充分結(jié)合實際情況進(jìn)行判斷和處理，在處理中需做好安全防范措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]段蘭；電壓互感器高壓側(cè)熔斷器熔斷后的操作處理[J].云南水力發(fā)電，2015

[2] 張帆；電壓互感器常見故障分析處理；華中電力[J]；2016，（13）