摘要：随着电网的不断发展，电容式电压互感器（CVT）取代电磁式电压互感器（VT）的趋势越来越明显。CVT大规模使用的前提是其绝缘能够得到良好的监察。广东电网公司《电力设备预防性试验规程》对CVT分压电容的电容值和介损值做了严格的规定。如果CVT的电容值或者介损值发生明显变化，将有可能引发严重的爆炸事故。试验人员在长期的工作中发现容性设备的介损异常现象时有发生。本文对这一现象进行研究，从高压电气试验人员的角度，结合具体实际，找到行之有效的现场排查手段，使试验过程顺利进行，以期达到正确评估设备的目的。
关键词：电容式；电压互感器；电压异常；原因；对策；分析
1导言
电容式电压互感器（以下简称CVT）主要由电容分压部分和电磁单元部分构成，与传统电磁式电压互感器相比，具有结构简单、造价低、不与开关断口电容产生串联谐振等优点，因此在电力系统中得到广泛应用。但CVT在实际运行中也容易发生故障，如元件被击穿导致的电压测量异常、制作工艺不良导致的发热及渗漏油等，不仅影响设备运行，严重时还会引起喷油、爆炸、保护拒动和误动等事故。本文将介绍几起CVT故障，并进行原因分析。电容式电压互感器（CVT）与电磁式电压互感器（PT）相比，具有电场强度裕度大，绝缘可靠性高，电容部分可兼作耦合电容器供高频载波通道使用，不会与开关断口电容形成铁磁谐振、能削雷电波头，价格优惠等优点，但近几年电容式在运行中发生电压异常的情况逐渐增多，为此需要分析电压异常的原因，并在设备验收、运行维护中加强监督，预防电压互感器发生异常而造成严重的设备故障。
2电容式电压互感器的结构及原理
电容式电压互感器内部主要包含CVT分压电容和电磁单元。根据电容式电压互感器的内部结构可知：电容式电压互感器发生电压异常主要是由于高压电容、中压电容发生短路击穿或者内部受潮导致电容发生；电压互感器的末屏接地不良，造成电容发生异常，电压互感器二次发生短路接地，造成电压互感器的中性点发生位移，从而造成电压互感器的电压异常。
3 CVT发热异常分析
3.1异常情况介绍
2014年5月10日，巡视中通过红外测温发现500kV增穗甲线线路CVT的Ａ、Ｂ相中间变端子盒存在异常发热现象，三相最高温度分别为34.5、45、27.1℃（当时环境温度约为２６℃）。对CVT进行停电检查，发现其中间变端子盒内积水，锈蚀严重。在同类型结构设备的红外检测普查工作中发现，５００ｋＶ水增乙线线路ＣＶＴ中间变压器端子盒也存在异常发热情况，三相最高温度分别为41、28.7、33.8℃（当时环境温度约为26℃）。紧急停电后对该台CVT进行检查，发现其中间变端子盒内积水，锈蚀严重。试验发现其Ａ相中间变Ｘ点绝缘电阻为零，B相介损为4.48%，C相介损为6.01%，均不合格。
3.2异常原因分析
通过对上述缺陷的分析，认为该厂家该批次产品中间变端子箱密封不良是造成本次缺陷的主要原因。其中，密封胶圈存在移位现象，中间变端子箱盖板用4颗螺丝固定（其它厂家CVT的二次接线盒一般固定螺丝为8颗及以上），可能导致密封受力不匀，从而影响密封性能。
4 CVT漏油异常分析
4.1异常情况介绍
2014年4月14日，巡检发现500kV福山站500kV＃1主变高压侧C相CVT12（中节）与C13（下节）分压电容瓷瓶的法兰连接处漏油，导致500kV福港线及＃１主变一次设备紧急停电。
4.2异常原因分析
从CVT中节下部开始解体（漏油点在中节下部），在拆下中节ＣＶＴ法兰和密封板后发现Ｕ型密封胶圈有明显破裂。取下密封胶圈，明显看出密封胶圈已经破裂穿透，并且部分断口呈切断状，部分断口呈撕裂状。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆翻开胶圈内部，发现有显著裂痕，但并未穿透，类似老化裂痕。漏油胶圈内部也有此类裂痕。将电容器芯子从瓷套内取出检查，电容器元件完好，未发现击穿现象。根据产品解体情况分析，此次故障是由第二节电容器的下部封板Ｕ型密封胶圈裂开移位造成的。具体原因如下：在安装电容器单元下部封板时，Ｕ型密封胶圈安装不到位，造成一边过度压紧，而此块不锈钢封板边缘较锋利有尖角，将密封圈一边割开，使Ｕ型密封胶圈受损并开裂；Ｕ型密封胶圈破损后，原来紧贴在不锈钢封板上的Ｕ型定位能力丧失，在长期运行中，温升作用使内部压力不断变化；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，最终造成该节电容器漏油。
5应对措施
CVT出现内部故障未得到及时处理会引发设备故障，严重时甚至会影响电力系统安全稳定运行。为及早发现其内部缺陷，提出以下应对措施。一是针对CVT渗漏油、发热及异响等较易发现的故障，运行单位可定期对其开展专业巡视及红外测温。二是CVT元件击穿等内部故障一般不易被发现，可导致运行设备一次或二次电压异常，实际运行中可通过监视设备一次与二次电压来较早发现。三是设备停电检修期间应加强对CVT的预防性试验，并结合历次试验数据横向、纵向比较综合分析，发现问题及时处理。四是生产厂家要加强CVT生产全过程的质量控制。生产中，优选制造原材料，优化制造工艺，避免原材料损伤；同时，研究更为优化的出厂试验方法，在避免损伤元件的前提下，提高CVT损伤及潜在损伤元件的出厂检出率。
6检修、运行中需要注意的事项
一是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，其次检查电压互感器的末屏接地是否良好，因为当末屏接地发生异常时，分压电容出现异常，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。二是当现场测试电压互感器全电容C接近临界值时，应该采用CVT测量法，分别测量主电容C1和分压电容C2，否则容易引起误判。三是电压互感器测量时，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。四是在计算初值差时，禁止采用测量结果与铭牌直接比较。五是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（因为电容量异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）。
7结论
本文简述了三种CVT常见的异常现象，结合现场检查、返厂试验及解体检查指出了CVT故障的大致原因：原材料或制造工艺缺陷致使CVT部分元件在制作初期或长期运行中出现损坏，最终导致电容元件击穿或密封元件破损，引起CVT测量电压异常、本体发热及漏油等。最后从CVT日常运维监视、预防性试验、CVT出厂试验等方面提出应对措施。
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论文作者:池翔
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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