操作过电压对二次设备的危害

王彦川

（国网绥化供电公司，黑龙江 绥化 152000）

操作过电压对二次设备的危害

王彦川

（国网绥化供电公司，黑龙江 绥化 152000）

文章就一次直流保险熔断事件，分析操作过电压对直流系统的影响成因、发展过程，并提出了预防措施。

操作过电压；直流放电；直流接地

操作行波过电压对于直流系统等二次系统的危害往往容易被人忽视，然而，它造成的后果将十分严重。应该引起我们的高度重视。文章结合下面的案例分析其成因、危害及预防措施。

1 事件发生经过及处理过程

220kV系统接线为单母分段带分旁开关接线，如图1所示。

图1 单母分段带分旁开关接线

事件经过。当采用220kVGW7隔离开关合上220kV电容式电压互感器时，发生运行中电压回路绝缘击穿，运行电压互感器二次空开跳闸，在拉开另一段电压互感器一次侧隔离开关准备处理交流接地故障时，在操作刀闸过程中220kV分旁控制直流保险熔断。检查确认220kV分旁正向有功电度表线圈烧损接地；分旁直流回路两处明显击穿点都在机构箱的微动开关上，排除后，负极对地电压恢复正常。

2 主要原因分析

第一次合上220kV东母线CVT刀闸时，造成了220kV分旁无功电度表线圈烧损。第二次拉开西母CVT刀闸准备处理故障时，造成220kV分旁直流回路两点击穿（击穿点均在分旁液压机构箱内的行程开关处），造成保险熔断事故。

2.1 慢速刀闸操作电容设备造成系统过电压原理

当用刀闸进行拉开电容式电压互感器时由于刀闸切断的是容性负载，电流超前电压90度，于是当电压达到正最大值时电流过零点，电弧熄灭，而此时电容上将保持电源电压峰值。当过半个周波（相当于0.01秒时间）电源侧将变化到最小值-Em此时刀闸断口间将承受2倍电源电压的电压值。电动刀闸的速度很慢，此时，电弧将重燃。此时系统将震荡，根据公式Ucm1=-Em+（-Em-Em）=-3Em，当振荡的高频电流过零时，电弧熄灭电容上将残留-3Em的电压，而电源侧电压仍然按照余弦曲线变化。半个周波后，电源侧电压将达到+Em，触头间的电压将达到4Em，再次重燃，系统震荡后的电压将达到+Em+[+Em-（-Em）]=5Em的电压。依此类推将可能出现-7Em，+9Em，……的过电压，如图2所示。但由于众多因素的影响，过电压倍数大约不会超过3.5倍相电压。由于刀闸完全靠自然环境熄弧，重燃次数较多，发生较大过电压的机会较多。

图2 系统震荡后的电压数值曲线图

2.2 二次系统感应过电压的形成

（1）分旁间隔特殊位置：220kV分旁间隔的液压机构箱周围带电环境复杂，如图1所示。由于220kV导线排列问题，使得220kV分旁的液压机构箱及电流互感器等设备处于多处电场重合作用中，其中A相问题最为严重，其次是B相，C相最弱，而直流击穿点就发生在A相和B相的机构箱内。电度表的击穿点发生在A相。

（2）过电压的传变：分旁机构箱外壳在多重高场强下感应很高的过电压幅值，使得本来在接线时就与金属接地外壳很近的直流液压机构行程开关处绝缘击穿放电，最终导致直流两点接地，造成保险熔断事故。而且电容设备对震荡频率很高的电压波呈现很小的阻抗，所以冲击波很容易就通过电流互感器的电容性绝缘结构使二次线圈感应出很高的对地电压，造成局部的绝缘薄弱点击穿。

（3）泄放通道不畅：分旁机构箱用螺栓连接的方式安装在基础杆头上，接地引线焊接在杆头托板上，机构箱的接地依靠螺栓与杆头托板的连接完成。由于氧化或污物的存在使得这种连接类似于在机构箱与接地之间串联了一个电容。高频震荡电压会在机构箱上通过电容分得很高的电压。

3 防范措施

①重视端子箱、机构箱的接地问题，保证接地可靠。②重视处于强电场中的端子箱内二次回路与接地部分的距离，并应当适当加大距离数值。③改善端子箱的整体屏蔽作用，保证内部二次回路安全。④对现场采用刀闸分段电容性电压互感器的操作进行分析校验。必要时要求更换快速刀闸。或在操作中尽量避免采用刀闸切断电容式电压互感器的操作。

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[2]余占清,曾嵘,王绍安,等.配电线路雷电感应过电压仿真计算分析[J].高电压技术,2013,(2):415-422.

TM862

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2096-2789（2016）11-0086-01