摘要：针对某变电站一起PT异常发热缺陷，通过现场详细检查，电气试验检查,对故障设备解体分析，发现电压互感器上下节法兰搭接面因密封不良，雨水渗入；并且上下节法兰搭接面下部封板U型密封胶圈破损、移位，造成上节电容器漏油；U型密封胶圈设计结构不合理，存在多种隐患条件致使密封胶圈破损、移位。通过此次研究与分析，为今后处理电压互感器提供一种有效思路。此外，针对日常电压互感器运行提出有效的建议和措施，确保电压互感去安全稳定运行。
关键词：PT；发热；破损；结构；措施
前言
电压互感器简称PT,是用来变换线路上的电压的仪器，PT变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小。电压互感器的基本结构和变压器很相似，基本结构也是铁芯和原、副绕组。
作为设备管理者，负责一起220kV某变电站20kV2M母线222PTＢ相异常发热问题分析，此站222PT是电容式电压互感器，电容式电压互感器主要由电容分压器和中压变压器组成。电容分压器由瓷套和装在其中的若干串联电容器组成，瓷套内充满保持0.1mpa正压的绝缘油，并用钢制波纹管平衡不同环境以保持油压；中压变压器由装在密封油箱内变压器，补偿电抗器和阻尼装置组成，邮箱顶部的空间充氮。通过对电压互感器运行情况分析，查找电压互感器运行温度异常的可能原因。对于运行变电站电压互感器异常发热问题的研究与分析有很好参考意义，以及在运行条件下良好预防措施和判断方法，提出有效解决问题相关的建议及措施，大大提高电压互感器运行安全稳定性。
1设备故障状况
1、缺陷发现情况
在春节保供电检修专业开展重要保供电设备的专业特巡，对220kV某站进行全站一次设备专业巡视，在巡视过程中发现220kV2M母线222PTＢ相（设备序号为7162883）下部油箱表面油漆鼓包、起皱现象。根据检修专业巡视发现的设备安全隐患对某站222PT进行跟踪检查过程中，发现后台机显示222PT的B相二次电压比A、C两相变高5V（A相60V，B相65V，C相60V），并且电压曲线有突变现象。
2、设备缺陷的跟踪检查情况
针对设备存在的安全隐患，为进一步查找设备存在异常情况的原因，确保设备的安全可靠运行，我所组织了专项工作组队设备进行跟踪分析。
设备红外线成像分析
在2018年02月25日，联系试验所对222PT的B相二次电压偏高的现象，对其展开红外测温的分析工作，具体情况如下图（图1.2.3）：
1）红外线成像图谱
图1 222PTA相红外热像图分析 图2 222PTB相红外热像图分析 图3 222PTC相红外热像图分析
2）220kV2M母线222PT的温差分析表
红外线成像分析结果
根据《DL/T664—1999带电设备红外诊断技术应用导则》技术要求，油纸绝缘的电容式电压互感器套管表面温差不同相之间不能超越1.0K的技术要求，红外线测温结果发现220kV某站220kV2M母线222PT的B相上节分压电容本体中部的温度较其它两相高2.1K，B相上节分压电容本体不同部位最大温差为1.4K。根据《DL/T664—1999带电设备红外诊断技术应用导则》综合评估分析，初步分析结果是2220kV2M母线222PT的B相上节分压电容存在明显发热现象，怀疑B相上节电容内部电容芯片有绝缘击穿。
3、申请停电电气试验检查
根据以上设备不停电专项检查的结果分析，判断设备存在重大安全隐患，在2月27日设备退出了系统运行，试验所对设备进行了电气试验检查。
3.1对PT底箱取油样进行色谱分析，油耐压和含水量测试结果如下：
油色谱结果：（单位：ul/L)
3.3从底箱上拆下电容器，单独对2节电容器进行电容量和介损测量。由于上节电容器已有漏油，仅在10kV下测量。
上节电容器电容量比原出厂值增大约21%，说明内有多个电容击穿。立即对电容器进行解体，查找故障点。
2设备解体
因222PT的B相运行中上节分压电容本体瓷套红外线测温成像存在温差和停电电气试验其电容量与出厂值偏大21%，因此在吊装更换过程中，发现了三相电容式电压互感器的上节、下节分压电容法兰搭接面处有严重积水，特别是B相靠上节分压电容的密封材料存在脱落的现象，具体情况见下图（图4.5）：
图4 三相上下节法兰积水 图5 B相上节法兰积水密封材料有脱落
对上节电容器（序号03T11968U)解体
检查膨胀器，发现膨胀器内部已经没有油，打开上部封板U型密封胶圈完好，查看瓷瓶内部，已经没有油。双开下部端板底部8个紧固螺栓，取下下部端板和不锈钢封板时，发现不锈钢封板上的U型密封胶圈上有裂缝（图6）。取出电容元件，发现有黑色击穿元件（图7）。
图6 图7
3原因分析
在吊装过程发现上下节法兰搭接面因密封不良，在雨天导致雨水从法兰沿面渗入或从上下节连接的螺栓渗入，雨水渗入后因该厂的电容式电压互感器上节分压电容及下节分压电容在连接处没有专用的法兰进行密封连接，雨水长期积聚在里面，导致上下节电容绝缘受潮引起绝缘损坏局部发热及电容击穿。可以从以上的吊装过程发现的问题初步判断出B相电容量不合格原因是上下节电容连接处长期积聚雨水导致内部绝缘损坏引起。
根据设备解体情况，该相上节电容器由于下部封板U型密封胶圈开裂移位，严重影响了其密封性能，造成上节电容器漏油，发生击穿现象。即设备的高压电容（C1)部分有击穿，造成电容分压比（C1元件数/（C1元件数+C2元件数））变大，从而使二次电压变大。
U型密封胶圈开裂，可能是电容器装配人员在安装电容器单元下部封板时，由于U型密封胶圈安装不到位，造成一边过度压紧，而不锈钢封板边缘有锋利尖角，将密封胶圈一边割开，造成U型密封胶圈受损并开裂。设备在长期运行中，由于温升作用，使内部压力不断变化、增加，造成开裂的一边密封胶圈移位，最终造成该节电容器漏油。
U型密封胶圈破损后，原来紧紧贴合在不锈钢上的U型定位能力丧失。在电容器内部压力变化和密封胶圈本身受压的作用下，开裂的一边密封胶圈沿着不锈钢封板产生移位，而密封胶圈的内外侧空间较大，致使密封胶圈移位。
4处理和措施
1、组织开展对上海MWB公司生产的220kV电容式电压互感器进行全面的专项检查，主要检查互感器油箱表面油漆鼓包起皱现象、二次电压是否正常、红外线成像是否异常等。
2、针对在本次222PT设备存在安全隐患，需要厂家加强PT生产全过程的质量控制，特别对有密封要求的装配环节加以严格的控制；加强对不锈钢封板的检查，避免边缘锋利的零部件装入设备。
3、U型密封胶圈破损移位是造成本次漏油的主要原因，针对设备结构情况，以及设备使用寿命，将U型密封胶圈改造成O型圈凹槽定位密封结构（图8），更符合现场实际运行需求，可以提高设备供电可靠性。
图8
参考文献
[1]《DL/T664—1999带电设备红外诊断技术应用导则》1999年
作者简介
黄智刚（1986-），男，广东河源人，工学学士，变电检修高级作业员，工程师，主要研究方向为变电一次设备安装、调试、维护、管理等工作，熟悉高电压技术、电力系统分析。
论文作者:黄智刚
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/19
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