安懷忠，俞 華，王述明

（1.大同供電分公司廣靈支公司，山西 大同 037008；2.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；3.晉中供電分公司，山西 晉中 030600）

一起220 kV電磁式電壓互感器故障原因分析

安懷忠1，俞 華2，王述明3

（1.大同供電分公司廣靈支公司，山西 大同 037008；2.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；3.晉中供電分公司，山西 晉中 030600）

對(duì)一起PT故障事故解體后進(jìn)行故障原因分析，總結(jié)了故障原因與預(yù)防措施。

電磁式電壓互感器；泄漏；電場畸變

0 引言

電磁式電壓互感器PT（Potential Transfomer）在電力系統(tǒng)扮演著重要的角色，因?yàn)樗鼮殡娏ο到y(tǒng)提供了用于測(cè)量和保護(hù)的必要信息。本文結(jié)合一起PT故障情況進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

1 故障情況

2010年1月25日，一220 kV線路兩側(cè)保護(hù)動(dòng)作跳閘，并重合復(fù)跳。故障錄波顯示為A相接地短路，該站故障測(cè)距0.04 km，最大故障電流18.8 kA。因此，初步判斷故障點(diǎn)在該站端。

經(jīng)線路巡線和該變電站現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)該站線路PT（A相）防爆膜破裂，PT下方地面散落有細(xì)小分子篩顆粒，同時(shí)據(jù)該站運(yùn)行人員描述，事故發(fā)生時(shí)能明顯聽到較大的響聲，并能看見閃光。

2 PT投運(yùn)后基本情況

該P(yáng)T屬于220 kV變電站GIS設(shè)備，它主要實(shí)現(xiàn)GIS電氣參數(shù)的測(cè)量和保護(hù)。PT額定一次電壓為220/kV，SF6額定氣壓（20℃）為0.40MPa，最低運(yùn)行壓力（20℃）為0.35MPa，于2007年8月投運(yùn)，自投運(yùn)至2009年12月19日運(yùn)行良好。

2009年12月19日，此線路PT壓力下降報(bào)警，運(yùn)行人員進(jìn)行了帶電補(bǔ)氣。隨后運(yùn)行人員每兩天到現(xiàn)場對(duì)壓力進(jìn)行巡視檢查。

2010年1月11日此線路PT壓力又一次下降報(bào)警，運(yùn)行人員再次進(jìn)行了帶電補(bǔ)氣，仍然進(jìn)行兩天一次的巡視檢查。在巡視過程中，未發(fā)現(xiàn)氣體壓力有明顯下降現(xiàn)象。

2010年1月15日決定在2月3日進(jìn)行計(jì)劃停電，處理漏氣。

2010年1月25日，此線路PT再次出現(xiàn)低氣壓報(bào)警，運(yùn)行人員在接到通知前往進(jìn)行處理時(shí)，處理前發(fā)生線路跳閘，線路PT（A相） 故障、防爆膜破裂，如圖1所示。

圖1 事故后的PT防爆膜損壞情況

3 故障原因調(diào)查及分析

3.1 事故后PT密封性檢查情況

事故發(fā)生后，更換新防爆膜后對(duì)PT進(jìn)行了密封試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明氣體年漏氣率為38%，遠(yuǎn)大于國標(biāo)的0.5%[1]，表明PT確實(shí)存在漏氣現(xiàn)象。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)PT主要有2處漏氣點(diǎn)：一處為絕緣子與PT殼體法蘭相連的螺栓處，另一處為PT殼體與底部法蘭連接處，如圖2所示。

圖2 絕緣子與PT殼體法蘭相連的螺栓存在氣體泄漏

3.2 解體檢查情況

對(duì)故障PT進(jìn)行解體，解體后發(fā)現(xiàn)PT內(nèi)部高壓電極組燒損、連接導(dǎo)線熔斷等情況，如圖3、圖4所示。

圖3 一次連接導(dǎo)線熔斷

圖4 PT下屏蔽板擊穿痕跡

3.3 直流電阻試驗(yàn)

對(duì)PT的一、二次線圈直流電阻進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如表1所示。

表1 測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)

注：事故后的直流電阻是折算至與出廠直流電阻在同一溫度下的值

通過對(duì)事故后的直流電阻值與出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，偏差在1%以內(nèi)，初步判斷一、二次線圈沒有損壞。

3.4 故障過程分析

根據(jù)PT解體分析及事故前的運(yùn)行情況認(rèn)為：運(yùn)行時(shí)PT因氣體泄漏，內(nèi)部主絕緣強(qiáng)度降低，加之PT下屏蔽板和高壓電極組之間的電場畸變，在氣壓降低時(shí)發(fā)生對(duì)地放電，產(chǎn)生較大的短路電流，熔斷了PT一次繞組連接導(dǎo)線，形成一次導(dǎo)線、高壓電極屏蔽罩、PT下屏蔽板（接地）的放電回路，短路電流還使高壓電極組上、下部分別燒成面積約3～5 cm2的窟窿，見圖5、圖6。

PT底屏蔽板和高壓電極組之間的電場發(fā)生畸變的原因可能有以下幾種。

a）高壓電極組靠近PT底屏蔽板處有異物，當(dāng)氣體壓力降到一定程度時(shí)就發(fā)生對(duì)屏蔽板放電。

b）高壓電極組制造有缺陷或高壓電極組裝配工藝有缺陷，如表面有尖端等。

c）高壓電極組有3個(gè)螺栓，這是導(dǎo)致電場畸變的原因。

圖5 高壓電極組放電

圖6 PT上部連接導(dǎo)線

4 PT故障原因總結(jié)與預(yù)防措施

4.1 故障原因

a）PT密封不良。正是在氣體壓力降低時(shí)，導(dǎo)致PT內(nèi)絕緣強(qiáng)度下降而發(fā)生放電。

b）PT制造質(zhì)量存在問題。PT底屏蔽板和高壓電極組之間的電場發(fā)生畸變而導(dǎo)致高壓電極組對(duì)地放電引起短路故障，大電流燒斷一次導(dǎo)線，內(nèi)部巨大的能量導(dǎo)致PT防爆膜開裂。建議在PT生產(chǎn)過程中，要加強(qiáng)對(duì)PT制造工藝過程的監(jiān)造，確保生產(chǎn)質(zhì)量。

4.2 預(yù)防措施

a）要嚴(yán)格控制SF6的含水量。大量水分可能在設(shè)備內(nèi)絕緣件表面產(chǎn)生凝結(jié)水，附在絕緣件表面，從而造成沿面閃絡(luò)，大大降低了設(shè)備的絕緣水平。因此必要時(shí)應(yīng)對(duì)SF6氣體的微水含量進(jìn)行測(cè)試[4]。

b）使用的密度繼電器報(bào)警壓力定值偏低，檢修人員沒來得及補(bǔ)氣就發(fā)生故障，建議提高密度繼電器的報(bào)警壓力。事故發(fā)生后，對(duì)省內(nèi)所有同一型號(hào)的密度繼電器進(jìn)行檢查和校驗(yàn)，對(duì)有問題的及時(shí)進(jìn)行更換。

c）密度繼電器報(bào)警后要求站內(nèi)技術(shù)人員迅速報(bào)告調(diào)度部門和繼電保護(hù)維護(hù)部門，并迅速到位檢查、補(bǔ)氣。在壓力降低速度較快時(shí)，上報(bào)調(diào)度部門并迅速采取拉閘措施，防止事故的發(fā)生。

［1］ 中華人民共和國建設(shè)部.GB50150-2006，電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)［S］.中國計(jì)劃出版社，2006:9.

［2］ 國家電網(wǎng)公司.Q/GDW 168-2008，輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程［S］.中國電力出版社，2008:12.

［3］ 張古銀，郭守賢.高壓互感器的絕緣試驗(yàn)［M］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1995:18.

［4］ 李建明，朱康.高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法［M］.北京：中國電力出版社，2001:208.

Analysis on a 220 kV PT Fault

AN Huai-zhong1， YU Hua2， WANG Shu-m ing3
（1.Datong Power Supply Company Guanglin Sub-branch，Datong，Shanxi 037008，China;2.Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan，Shanxi 030001，China;3.Jinzhong Power Supply Company，Jinzhong，Shanxi 030600，China）

A potential transformer was disassembled after fault.Based on the analysis，the reasons causing the faults are summarized and preventionmeasures are proposed.

electromagnetic potential transformer；leakage；electric field distorted

TM451

A

1671-0320-（2011）03-0028-03

2010-12-28，

2011-04-09

安懷忠（1968-），男，山西廣靈人，1993年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，工程師，技師；

俞 華（1980-），男，江西東鄉(xiāng)人，2007年畢業(yè)于湖南大學(xué)電器專業(yè)，工程師，從事變電設(shè)備的試驗(yàn)研究及技術(shù)監(jiān)督工作；

王述明（1963-），男，山西介休人，1999年畢業(yè)于武漢大學(xué)電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)，工程師，從事自動(dòng)化工作。