摘要：电压互感器中的高压熔断器出现异常熔断状况会给整个电力系统的安全带来非常巨大的隐患，对电网的可靠运行产生影响。本文首先介绍了高压熔断器的工作原理并用保护特性表示其熔断特性进行了分析，接着举出一个具体的案例，对这个案例中的电压互感器的高压熔断器熔断的原因进行了分析，并就此提出了预防的措施。
关键词:电压互感器；高压熔断器；熔断原因
引言
电压互感器，简称PT，作为变电站保护以及计量的重要设备，影响着变电站能否稳定、安全的运行[1]。而在电气的主接线以及电压互感器之间往往会使用高压熔断器进行保护。高压熔断器其结构简单，且检修、维护非常方便，因此有着非常广泛的应用范围。如果中性点的不接地系统中的电流、电容过大，则很有可能会导致电压互感器的一次高压熔断器出现熔断事故，电量进行计费，高压熔断器的保护工作也因此被波及，而对电压互感器中的高压熔断器进行更换会浪费物力以及人力等，也对设备安全、稳定的运行造成严重的不利影响[2]。由此可见，对电压互感器中的高压熔断器的熔断原因进行分析并寻找预防措施就变得至关重要了。
一、高压熔断器的工作原理
高压熔断器通常来说由触头、外壳及金属熔件这些部分组成。一旦电路中出现短路以及过负荷状况时，金属熔件这个部件就会在被保护的设备没有损坏前被加热、熔断，这样就可以断开电路从而保护设备的安全，我们通常所说的熔断器的熔断其实就是金属熔件的熔断[3]。因此电压互感器中的高压熔断器的具体作用可以被认为是：电压互感器的回路一旦有短路或者是过电流问题出现，金属熔件就会被加热、熔断，从而将电路自动地切断，有效保护电压互感器的安全，使其不被损害。一般来说会采用保护特性对高压熔断器的熔断特性进行表示，保护特性的公式为t= f（I）。保护特性具体的曲线如下图所示，其中横坐标I代表着流过高压熔断器电流的大小，纵坐标t代表着高压熔断器其熔断所需时间，Ie 代表着高压熔断器其额定工作电流，θ1、θ2 代表着高压熔断器在持续且稳定的状态下工作的温度。
从上面的这个图我们可以得到关于保护特性的以下信息：第一，在高压熔断器正常工作的时候，如果流过高压熔断器的电流要比其额定的电流小，那么其就一般不会被熔断；第二，流过高压熔断器的电流比其额定的电流要大时，高压熔断器被熔断这个过程所需时间和过电流的倍数有着紧密的联系：过电流的倍数愈大，那么高压熔断器被熔断这个过程所需时间就愈小，一旦过电流的倍数过大，那么高压熔断器在瞬间就会被熔断；第三，高压熔断器在持续、稳定的状态下的工作温度与其保护特性之间有着紧密的关系，一旦高压熔断器在持续、稳定状态下的工作温度有所升高，那么保护特性的曲线会向左偏移，高压熔断器就会非常容易被熔断，即使在流过高压熔断器的电流比其额定的电流要小的情况下也是如此；第四，如果金属熔件的局部截面的面积减小，那么在流过相同电流时，高压熔断器被熔断这个过程需要时间也会缩短，保护特性这一曲线会向左偏移。
二、具体案例分析
（1）故障现象
在一个六千伏安供电系统中的三座变电站之间经常会出现高压单相的接地报警这一故障。在接地报警之后，这个信号有时会自动地消失，系统也恢复到正常状态，但有时接地报警之后，高压熔断器的金属熔体也会随之被加热、熔断[4]。
（2）故障分析
这个供电网络其实是一个中性点的不接地系统，如果这个系统出现金属性的单相接地故障事故时，则会因为线之间的电压对称从而系统依旧可以在发生事故之后继续运行小段时间，具有供电的连续性高这一优点。但在不接地的系统出现单相接地的故障之后，由于接地点不稳定，非故障相会有比较高的过电压，从而对设备的使用寿命以及绝缘性能产生不利影响，故障的发生也会更加频繁。具体的分析结果如下：
第一，系统出现非金属性的短路接地事故可以理解为出现了即树竹放电、间歇性的电弧以及高电阻等等单相接地。举例说明，当A相发生接地故障时，那么A相的电压要低于正常的相电压， 而其余两相的B相和C相的电压就会在线电压与相电压间，电压互感器的二次侧电压在58至100伏间，其开口的三角处电压达到几十伏，超过了监测继电器的起动值，从而接地的信号发出进行报警。
第二，一旦系统出现单相接地故障时，故障点会有全站的接地电流流过，而未接地两相的电压会从地的相电压升高到地的线电压，对电气设备以及线路的运行安全产生严重的影响。发生单相接地故障之后，电压互感器中的励磁绕组不能达到饱和状态，阻抗会变得很大，因此未接地两相中的励磁电流会非常小。但在消除了接地故障之后，在故障期间非接地相中已经充满的电荷仅仅能通过电压互感器中的高压线圈接入大地。而在电压突变的这一瞬的过程中，电压互感器中的高压线圈在未接地两相中的励磁电流就因此突然变大，导致电抗变得饱和，从而组成相间的串联谐振。而由于接地电弧的熄灭时间会有所不同，切除故障点的情况也就会有所不同，因此高压熔断器的熔断状况也会因此不同。
（3）故障预防
第一，相应的运行人员应该对运行规程非常熟悉， 采用监视装置的仪表指示情况以及报警器，将设备运行的状况充分掌握，从而对出现的故障性质进行判断、分析，将故障及时的排除[4]。
第二，对高压的电气设备定期地进行试验，尤其是需要对供电的电缆线路定期地进行实验，从而使设备的缺陷能够及时被消除。
第三，对供配电的线路进行定期的巡视，做好相应的记录，同时还需要重点排查电缆的转弯处、进出建筑物的支撑架以及电缆的接头等等容易发生故障的隐患之处。
第四，对于新建的项目，需要按照相关的规定和要求对设计、采购以及施工等等方面进行严格的把控。
第五，在供配电线路中，加配相应的线监测装置，从而提升在故障的快速查找以及处理方面的能力
电压互感器中的高压熔断器的熔断会时常发生，一般是由电压互感器中的铁磁谐振以及故障恢复之后的冲击电流、电容放电等等原因造成，当然个别的可能是由于高压熔断器其工艺存在问题而造成。本文以一个具体的案例为例，分析了其高压熔断器的熔断原因，主要是由于故障恢复之后的冲击电流和电容电流原因造成，并就这一具体的案例分析了预防的措施。
参考文献:
[1]刘航航,王云涛. 高压熔断器异常熔断原因研究[J]. 供用电,2014(09):63-65.
[2]张崇杰. 电压互感器高压熔断器熔断原因分析与预防措施探究[J]. 内蒙古科技与经济,2017(09):81-82.
[3]豆占良,邹晖,于蒙. 发电厂电压互感器高压熔断器熔断原因分析[J]. 华电技术,2012,34(09):23-26+79-80.
[4]宋建钢. 电压互感器高压熔断器熔体熔断故障分析及处理[J]. 电世界,2016,57(09):16-19.
论文作者:吴桐,马春强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：熔断器论文; 高压论文; 电压互感器论文; 电流论文; 故障论文; 电压论文; 特性论文; 《电力设备》2018年第27期论文;