110 kV电容式电压互感器电容量超标原因分析

单涛，刘琪，王立强，张春，宫丽娜

（国网山东省电力公司东营供电公司，山东东营257000）

110 kV电容式电压互感器电容量超标原因分析

单涛，刘琪，王立强，张春，宫丽娜

（国网山东省电力公司东营供电公司，山东东营257000）

针对一台110 kV电容式电压互感器在例行试验过程中发现的电容量数据超标现象进行分析，通过现场试验及解体检查，发现电容量超标是由于电容C1中部分电容元件击穿所致，并从理论上分析了出现本次事故的原因。为避免类似故障的出现，提出了相应预防措施。

电容式电压互感器；电容量；击穿

0　引言

目前电力系统中运行的电压互感器按绝缘结构可分为电磁式电压互感器、串级式电压互感器和电容式电压互感器（CVT）［1］。CVT由于其绝缘结构合理，绝缘强度较高，不会与系统发生铁磁谐振，又能用作载波通信所必须的耦合电容器等优点，在110 kV及以上电压等级变电站中被广泛使用［2］。

随着CVT应用的日益广泛，其在运行过程中暴露出的缺陷和故障也随之增多，严重影响了电网的安全稳定运行。归纳CVT常见的故障可以看出，其原因主要是电容单元受潮导致绝缘水平下降、电容元器件击穿、铁磁谐振和中压变压器故障等，受制造工艺和设计水平等多种因素影响［3-5］。对一台110 kV CVT的现场试验和解体检查过程进行介绍，并从理论上给出电容量超标的原因。

1　CVT基本结构

图1　电容式电压互感器原理

2　故障分析

2.1现场试验

2015年4月12日，在对某110kV变电站110kVⅠ母线TV进行例行试验时，发现该母线B相TV C1电容量超标。试验仪器选用AI-6000E抗干扰介损测试仪，测试方法、加压情况以及测试数据如表1所示。

为验证试验方法的正确性，电容量超标比例理论计算［6］：

试验值（0.063）与计算值（0.064）基本一致，证明试验方法正确。从表1中可以看出，2010年试验数据介质损耗因数及电容量均符合要求，而本次试验数据，主电容C1的电容量与出厂值相差11.66%，偏差很大，根据初步分析可以判断主电容C1存在部分电容元件击穿现象。

表1　两次试验数据对比

2.2解体检查

本台CVT C1额定电容量为29 000 pF，C1实测电容量为32 380 pF，C1共有76个元件，单个元件的电容量为2.204 μF。因此可以计算出未被击穿的元件数量为：2.204×1 000/32.38=68.06（个），进而求出被击穿元件个数为：76-68.06=7.94（个），即7～8个元件被击穿，为了证实该判断，对该CVT进行了解体检查，解体后的CVT如图2所示。解体后对主电容C1逐个进行了电容量测量，测量结果显示，第5、9、10、16、25、37、50、54号元件电容量无法测出，其余元件电容量正常，解剖相应元件发现有明显的击穿痕迹，证明上述判断正确。电容元件击穿痕迹如图3所示。

图2　CVT解体

图3　电容元件击穿

2.3结果分析

通过对比8个元件的击穿点得出，击穿点多发生在元件的引箔边缘处，考虑到引线的存在，造成该处电场极不均匀，电场强度较高，并且由于工艺原因，铝箔在制造过程中会有细小的毛刺存在，这些毛刺成了绝缘的薄弱环节，在长期的运行电压下产生局部放电，随着局部放电范围的扩大，最终导致整个电容元件的击穿。电容元件的击穿使主电容C1中串联个数减少，导致其电容量变大，这与现场试验测得的数据相符。

3　结语

所分析的CVT故障原因归根结底是元件质量不过关，应严把质量关，杜绝不合格产品。在今后的电容式电压互感器例行试验中，不仅要关注绝缘电阻和介质损耗值的变化，更要关注电容量的变化。除了要求电容量初值差不超过±2%，还要将测试数据与历史数据进行纵向比较，出现明显变化时要引起高度重视。在条件允许的情况下，可以进行相对电容量比值测试，若达到缺陷标准则应停电进行例行试验。

［1］陈天翔.电气试验［M］.北京：中国电力出版社，2008.

［2］严璋，朱德恒.高电压绝缘技术［M］.北京：中国电力出版社，2002.

［3］杨立峰，吴经锋.电压互感器铁损对铁磁谐振的影响［J］.电网与清洁能源，2009，25（12）：21-22.

［4］刘宝林.电压互感器二次回路接地点查找方法的改进［J］.南方电网技术，2012，6（1）：94-97.

［5］高鹏，马江泓，刘富元，等.非有效接地系统中电压互感器防谐振措施研究［J］.电网与清洁能源，2008，24（1）：24-28.

［6］毛莉萍，王瑞闯，陈海燕.一种非同步采样下的介损测量方法［J］.电网与清洁能源，2012，28（1）：45-48.

Cause Analysis of Electric Capacity Over-standard for 110 kV Capacitor Voltage Transformer

SHAN Tao，LIU Qi，WANG Liqiang，ZHANG Chun，GONG Lina
（State Grid Dongying Power Supply Company，Dongying 257000，China）

A case of electric capacity over-standard found in a routine test of 110 kV capacitor voltage transformer is analyzed. After a series of field tests and disassembling analysis，it is concluded that the electric capacity over-standard is caused by some capacitor components breakdown in the capacitor C1.The cause of the accident is analyzed theoretically，and some corresponding preventive measures are put forward to avoid similar failures.

capacitor voltage transformer；electric capacity；breakdown

TM451+.2

B

1007-9904（2015）12-0078-03

2015-04-28

单涛（1986），男，工程师，从事电气试验相关工作。