摘要：电压互感器作为各种测量、计量、仪表和继电保护的重要器件，是电气二次回路与一次系统相联络的枢纽，在电力系统中担负着把高电压按比例变成低电压的任务。本文阐述了电压互感器的结构原理，介绍了电压互感器的特点，探讨了电压互感器的常见故障原因及检查项目，分析了电压互感器的故障案例。
关键词：互感器；故障原因；改进措施
一．10kV 电压互感器运行中存在问题
在中性点不接地系统中，线路单相 接 地、短 路、断 线、操 作过电压等现象时有发生，这类现象发生时，会使得电压互感器运行中产生铁磁谐振。一旦出现铁磁谐振，过电压、过电 流 就会产生，过电压、过电流会超出额定标准几倍、几十倍，这就很容易烧损电压互感器。在导线对地电容较大的系统中，其暂态过程极易产生超低频振荡过电流，继而引起高压熔断器熔断。实践中，工程技术人员进行了多次的实验，采取 了 很 多 消谐的措施，主要有改变参数消除谐振产生条件、增加回路阻尼电阻抑制谐振、采用消谐 PT（又称）等方式。实际运行中这几种方式都取得了一定效果，以采用四 PT 措施消除铁磁谐振最为明显，尤其是在 10kV 电压互感器运行中消谐效果突出。2000 年以来，随着设备的更新改造，10kV 设备已经基本实现无油化、小型化，10kV 互感器采用环氧树脂浇注式。但此类型电压互感器的广泛使用，又带来了新的问题，当 10kV 线路单相接地运行时间较长时，系统中极易出现 10kV 电压互感器烧损故障，甚至殃及临近的开关柜，严重影响了电网安全稳定运行。
二.10kV 电压互感器运行故障分析
2.1电压互感器烧损原因分析
既然 10kV 开关柜采用四 PT 接线方式，能够有效地抑制铁磁谐振和超低频振荡电流，为什么电网中经常发生 10kV 电压互感器烧毁故障呢？ 综合分析存在以下几类原因：（1）10kV 电压互感器本身存在质量问题。由于产品设计、制造原因，导致电压互感器浇注质量不良、热极限输出容量不足等。绕组匝间绝缘降低，出现匝间短路而烧坏。电压互感器热极限输出容量绝大多数为 300VA，容量偏小。（2）开口三角型二次从侧需短接，若没有短接，励磁电流中的三次谐波就不能通过，励磁电流中基本都为正弦波，而其感应出的的一次二次电压中有三次谐波，这些三次谐波分量会通过一次、二次接地的回路对系统电压造成很大的影响。（3）当系统发生多次线路接地故障时，极易出现超低频震荡电流，此时灵虚电压互感器将承受很大的电流，当容量不足时，极易发生烧损故障。（4）接线错误。规程规定，电压互感器的二次绕组应有一点、且仅有一点永久性的、可靠地保护接地。若有两点接地，发生故障时可能使互感器烧毁。
2.2电压互感器受潮
电压互感器受潮或者老化，也是致使其出现故障的主要原因，同样也是最容易出现的故障原因。一般情况下，电压互感器受潮完全是由于在工厂制作过程中，并没有按照行业规定的标准和规范进行制造。因此，也就给后续的实际使用带来了很大的困扰和麻烦，也造成电压互感器的质量较差。此外，在安装过程中，如果也没有按照标准进行工作的话，也很容易造成电压互感器受潮情况的出现。受潮故障的出现是电压互感器密封条件不够要求。有的就是机器在密封的时候没有严密，致使密封性能不够。还有就是在运输过程中，机器的老化也对密封性产生了影响。当整体的密封性受到外界作用后，内部构造和零件就会很容易受潮。
2.3局部放电故障
目前，在变电站中最常见的故障就是电压互感器的局部放电。这种故障主要来源于电压互感器真空处理不彻底，此外，由于外界因素受潮也会使得电压互感器的绝缘层和绝缘性能下降。如果互感器的绝缘性能下降的话，就会直接导致在高电场中，电压互感器局部放电。当高电场放电时间较长，必然导致电压互感器内部油分解汽化，也就会直接影响电压互感器的性能。
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三.10kV 电压互感器运行故障解决方案
3.1检修、运行中需要注意的事项
（1）电压监测装置发现电压异常时应该引起高度的重视，当发现电压异常时，一般应先检查二次回路是否发现短路接地，因为当二次发生短路接地时，电压互感器中性点发生位移，导致相电压发生异常。必然导致设备电压发生异常，最后检查设备的本体电容是否发生异常，该种情况同样会引起设备电压发生异常。（2）电压互感器测量时，禁止采用“反接线法”进行测试数据，因为“反接线法”增加了一次对二次及地的电容，测量数据会增大，有可能误判设备状态。（3）在计算初值差时，禁止采用测量结果与铭牌直接比较（因为铭牌数值是额定容量，实际计算数值会与铭牌值存在轻微的差别，否则也有可能误判设备状态）。（4）介质损耗测试仪对电压互感器小容量被试品检测时非常灵敏，所以当电压互感器在试验中发现电容量异常时应该引起足够高的重视，尽快停运设备（因为电容量異常时一般表示设备已经达到“警示值”状态，即说明设备已经存在缺陷，如果不尽快处理，有可能在短时间内向严重故障发展，如果该缺陷再持续发展有可能引起电压互感器内部短路爆炸的风险）。
3.2重视绝缘问题
减少互感器绝缘问题，最重要的措施就是做好日常维护和预防工作。在互感器运行的时候，工作人员务必做好记录工作，尤其是电压互感器中的电压数值的变化，便于以后用作分析和研究的对象。也能在很大程度上帮助排出故障的发生。当然，最重要的就是在工作人员实际操作的时候，需要设置好电压保护装置，当装置报警时，工作人员可以及时发现问题，并立刻进行处理，避免问题的扩大，也避免给设备带来不必要的损失和损毁。
3.3改变电压互感器安装方式
由于电压互感器热极限输出容量的提高，导致互感器的体积有一定的增加，因此将电压互感器安装在电压互感器柜的下仓中，而不能安装在手车上。
3.4互感器接地不良的处理
在互感器运行中，工作人员要加强监测工作的完成。以此来保证互感器的各个接口正常，尤其是电容末端与地面接触。确保接口正常，保障其正常使用过程。相关维修人员还应该具备完善的专业技能和知识储备，能够把控好所有电压互感器的问题处理方法，避免问题的出现给后续造成的一系列损失。即使在设备正常运行中，工作人员也需要进行严谨检查工作，避免一切隐患。
结束语
综上所述，电压互感器在人们实际生活和应用充当着重要角色。因此，电力行业更应该加强对其的重视程度。电压互感器对于整个变电站的整体运行起着重要的作用。但是，实际生活中，电压互感器还是存在着一些问题和故障，只有合理有效解决好这些问题和故障，才能在最大程度上减少损失，并促进电力行业的发展和进步。在实际工作中，要求运行人员加强运行巡视，检修人员认真做好每年的预试工作，建议变电站内装设容性设备在线监测装置，随时监测电压互感器的介损值的变化，及时掌握设备运行工况，有效降低电压互感器的故障发生率，确保电网的安全可靠运行。
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论文作者:黄瑞粦
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/15
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