摘要：本文列举了半绝缘电压互感器故障的案例，通过案例分析了半绝缘电压互感器异常的原因，总结出了半绝缘浇注电压互感器浇注工艺存在问题是设备发生故障的根本原因，通过在交接试验中采用三倍频感应耐压试验手段对半绝缘电压互感器进行检测是发现该类设备的问题的重要手段，并在现场应用中取得了良好的效果。
关键词：半绝缘电压互感器 感应耐压 故障
1引言
2011年4月，榆林地区110KV海流滩变电站35KVII母B相电压监测装置不能采集到电压，回路检查时未发现问题，随对其进行绝缘电阻试验及三倍频感应耐压试验：B相进行耐压试验，在电压升至15KV时被试品放电失压，YH出现轻微裂痕，如下图，而A相和C相耐压值均达到76KV 40（S）通过。
根据上述试验数据可知：根据多起电压互感器的试验结果及现象可知：引起该故障的主要原因是环氧树脂浇注时，真空度达不到，没有把浇注体内的空气全部抽出，残余微气泡和微裂纹，经过一段时间的运行后，在互感器内部绝缘薄弱处发生微弱的电击穿及局部放电，引起部分线圈短路又将临近的线圈和层间绝缘损坏，临近的线圈和层间绝缘损坏又使短路部位扩大，如此恶性循环使短路部位不断增大，这个短路电流，在环氧浇注体内产生很大的热量和机械应力，当达到环氧浇注体难以承受的压力时，也就出上述多起环氧浇注体裂开，或者环氧浇注体爆裂，碎块飞出的事故
2.预控措施
（1）原因分析
互感器等设备要进行感应耐压试验，需要先施加规定的试验电压，该电压远高于设备的额定电压，而变压器铁芯的伏安特性曲线，一般设计在额定频率和电压接近弯曲部分。若在额定频率时，将试验电压施加于被试变压器的一侧绕组时，铁芯会饱和，必然使空载电流急剧增加，达到不能允许的程度：为了使在试验电压时铁芯仍不致饱和，试验通过采取提高电源频率的办法来实现。
这一点可用互感器感应电动势的公式来说明
E=4.44fWBS＝KfB
式中 E感应电动势（V）； f—电源频率（50Hz）；
w—线圈匝数； S—铁芯截面积（m2）；
B—磁通密度（T）； K－比例常数；
由上式可知，若保持B不变，因K值为常数，当需要电动势增加一倍时，则频率必须相应增加一倍，因此试验电源的频率只需额定电源频率的两倍及以上即可实现。
（2）感应耐压原理
三倍频发生器T由三台单相变压器组成，其一次绕组接成星型，二次绕组结成开口三角形。在一次绕组输入端施加适当的三相对称电压，使三倍频发生器的铁芯饱和到一定程度后，由于铁芯磁化特性的非曲线性，饱和后铁芯的主磁通变成平顶波。在主磁通F 中除了基波磁通F 1外，还包含许多高次谐波磁通，主要是三次谐波磁通F 3。因为感应电动势e= ，故主磁通F中的基波分量F 1 和三次谐波分量F 3 在二次绕组分别感应出基波电势e1和三次谐波电势e3. 由于相基波的相量相互差120度，在开口三角形接线中串接起来其和为零，而三次谐波相电势为三个二次绕组中感应的三次谐波相电势之和。故得到三相三次谐波的相量和。所以三倍频发生器二次绕组的开口三角形开口处可以输出三次谐波电压，其频率为电源频率的三倍，幅值为各相三次谐波电势之和。
（3）现场实施
在确定了三倍频感应耐压试验的技术方案后，制定了科学、合理的工作流程：
1.选择加压绕组
由于三倍频耐压试验是采用二次加压，故需要选择所加压的二次绕组 一般10～35KV电压互感器有三个二次绕组如1a-1n、2a-2n 及开口三角da-dn绕组，一般在开口三角处加压。主要由于此绕组变比大，所加电压相对比较低。
2.计算二次绕组加压值
根据不同的二次绕组（1a-1n、2a-2n和 da-dn）变比计算出达到一次额定电压所需要的二次电压值：
3.容升电压
分级绝缘式电压互感器采用感应耐压试验，试验中应考虑互感器的容升电压。比如35KV设备耐压为95KV，考虑容升电压为3%，则由辅助二次绕组测得试验电压换算到一次绕组为95KV，一次绕组实际电压已达到95+95×3%=97.85（KV）。
4.确定感应耐压试验时间（t）
由于试验时电压为额定电压的几倍，如果电压的频率仍为被试品的额定频率，铁芯将严重饱和，励磁电流将增大到不可允许的程度，为此可提高外施电压的频率，使其不低于100HZ。为避免频率的提高
对试验品绝缘的损伤，在频率超过100HZ时应将试验时间缩短，耐压时间t可由下式计算
t=60×100/f（s）
式中 f=试验时倍频电源的频率，（HZ）
但试验电压时间最短不得小于15（s）
3、实施效果
在交接试验新投运的电压互感器，采用三倍频感应耐压试验试验后，运行二年多的时间后，运行状况良好，未发生一起由于设备质量、制作工艺不合格而引起的事故，保证了公司供电可靠率，减少了售电量的损失，有效的提高了公司服务质量和服务水平。同时该项技术还提高了现场试验工作效率，减少了停电时间，降低了班组的劳动强度。
结论
通过实际案例分析，查找出了半绝缘式浇注电压互感器的故障原因，为以后类似故障提供了参考借鉴经验，同时利用感应耐压试验对半绝缘式浇注式电压互感器进行检测，发现了多起浇注式电压互感器隐患，弥补了工频耐压实验的不足，有效的预防设备故障，取得了良好的安全效益。
论文作者:杨拯,豆河伟,张锋,张明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：绕组论文; 电压论文; 耐压论文; 电压互感器论文; 感应论文; 频率论文; 谐波论文; 《电力设备》2017年第6期论文;