干式电流、电压互感器烧毁原因及预防措施

苏 野

（国网鸡西供电公司，黑龙江 鸡西 158100）

0 引言

在电力生产作业中，经常出现变配电站因铁磁谐振问题导致的事故问题，如开关柜短路，过电压保护设备损坏，电流、电压互感器烧毁等。一旦出现上述事故问题，极易给企业带来较为严重的经济损失，对于电力体系来说，电流、电压互感器作为较为重要的设备元件，由于具有较为关键的电感特性，因此，导致互感器容易与其他设备、电路等容负载元件等产生铁磁谐振问题，对人身安全、运行系统等会造成极为严重的危害。

1 干式电流互感器

1.1 案例说明

以220 kV 电压互感器遭受雷击事件为例，事发后测量该电流互感器一次与设备外壳绝缘为零，电流互感器为对地短路状态。运维检修部及变电运维室相关人员对该CT 进行了解体分析，解体前电流互感器外观完整，只有底部已经烧漏（如图1 所示）。二次部分除受烟熏外，经导通各卷连接正常。将二次短路后，再次测量一次绝缘仍为零。将其解体后内部其他部位完好，互感器下部烧损严重。拆开底盖后发现，互感器一次导体下方与底座之间仅通过2 层绝缘皮垫相隔，距离较近，且绝缘皮垫下方仍有少量水渍，水渍在底盖凹处留存（如图2 所示），以此可以判断这是造成事故的故障点。

图1 干式电流互感器烧损外观图

图2 干式电流互感器烧损内部图

1.2 干式电流互感器烧毁原因分析

通常情况下，造成干式电流互感器一次烧毁的原因有5点。1）电流互感器二次开路，产生高电压导致电流互感器烧坏。2）电流互感器使用年限过长，绝缘老化，局部发生击穿或放电，产生过电压，导致电流互感器发热烧坏。3）电流互感器一次连接铝排接触面氧化过重，接触电阻过大，发热导致电流互感器烧坏。4）用户超负荷运行时间长，导致电流互感器发热烧坏。5）由于专用变压器用户的断路器再出现相间短路及过负荷时，断路器不能正常跳闸，也会导致电流互感器出现烧毁现象。而案例中的烧毁原因是使用周期较长，且周身无任何胶圈等密封措施，因此极易受潮进雨，水珠堆积在底板凹陷处时，会导致一次与外壳之间的绝缘大大降低，当其他相有接地故障时一次下端与外壳绝缘击穿，产生高温，最终导致电流互感器烧毁。

1.3 针对烧毁原因进行的预防措施

首先，装设看门狗断路器，避免由于分支故障波及整条馈线出现停电现象，尤其是能保证用电侧单相接地时分置断路器能可靠跳闸，然后将计量用电流互感器接至断路器后面，以确保计量电流互感器发生故障时，断路器和避雷器正确动作切除故障。其次，加强用户高压计量电流互感器及避雷器高压绝缘试验，及早了解计量电流互感器绝缘老化程度，及时更换，避免出现由于计量电流互感器烧坏导致停电。最后应定期清扫用户设备，减少污闪，避免绝缘降低。

2 电压互感器

2.1 电压互感器烧毁的原因

工程实践表明，导致电压互感器烧毁的原因较多，结合实际工作问题进行探讨可发现，烧毁原因主要在于谐振，而谐振的起因较多。发生谐振现象后，电压、电流量会明显上升，导致设备内部产生高温现象，从而导致了互感器烧毁问题。

2.1.1 电力系统的铁磁谐振

某供电站在运行过程中，自设备投入使用开始，发生了多起电压互感器烧毁问题，因此，必须及时对技术参数、操作条件等进行分析。变电站在停电后，对供电系统进行了全面检修，恢复供电后出现了互感器烧毁的事故问题。技术人员进行了设备测试，结果表明，电压互感器如果正常运行，电流量不会导致严重的烧毁事故，即互感器设备本身不存在质量缺陷。因此，怀疑烧毁的原因是系统存在问题。对于单相并联线路图，以IC 为电容电流、IL 为电感电流，当二者数值相同时，该线路的总电流可以认作是零，此时电感电流、电容电流的实际数值可能会较高。当电压互感器铁芯饱和时，电流感性容量一旦发生跳跃性的变化，便会在回路中产生电压[1]。对整个电力系统而言，此时空载线路多、负荷小，易引发铁磁谐振，进而会导致互感器故障。

2.1.2 接地方法不对

在电网运行过程中，在部分中性点不接地的情况下，母线系统在电网充电、放电环节中，均以YO 接线方法完成。接线构成回路后，电流会经过一次绕组，系统便会经由励磁电感、电容等构成回路，会形成铁磁谐振。外界加电压后，便会形成谐波现象，结果会导致互感器的熔丝发生升温，温度过高后便会产生烧毁现象。

2.1.3 单相接地故障

对于电力系统而言，如果出现了单相接地故障，在未发生故障的线路区域中，电压作为线电压，电容电流增加，进而会导致线路电流增大，最终导致谐振。此外，对单相接地体系而言，一旦出现间歇电弧接地现象，该体系的电压就会陡增，且远大于额定电压，最终的结果是导致电压互感器设备的铁芯饱和，电流明显提高，互感器会发生烧毁事故。

2.1.4 倒闸操作引发互感器熔丝烧断

倒闸操作极易引发互感器熔丝断开，还会出现电压表报错的问题。一方面倒闸操作可能会引发过电压，容易导致铁芯饱和，另一方面，合闸时，当三相电压不对称，对应励磁涌流的数值可能会不同，易引发铁磁谐振现象。再者，三相负载不对称会使中性点出现偏移，也会导致互感器烧毁问题[2]。

2.2 电压互感器烧毁的预防对策

2.2.1 采用中性点不接地的方法

在操作环节中，电力系统可能会发生单相接地故障，易引发互感器故障。借助中性点不接地的方法可进行解决，但是这一方法可能会导致三相电压失衡，指示线路出现接地故障。此外，中性点在电压过高的情况下，可能出现承受不住的状况[3]。因此，建议借助消谐器、电阻接地法进行处理，以此来有效降低电压。

2.2.2 合理控制电压互感求烧毁的因素

在中性点不接地情况下，发生单相弧光接地事故的概率高，因此，必须合理控制外部损坏因素，降低单相弧光接地事故的发生概率。通过合理提升电网绝缘性可达到这一目标。此外，必须合理选择一次侧熔断器。目前国内常见的熔丝为一般熔丝，并不具有限流、灭弧的功效。一旦设备出现故障问题，极易导致大规模断电。对于10 kV 电压互感器而言，建议选择RN2 熔断器，将镍铬材料当做熔丝，实现电流的有效控制。

2.2.3 馈供线路的合理投入

结合工程实践可以发现，积极投入馈供线路可有效降低谐振出现的概率。必要时可先投入一条空线路，从而达到改变容性电流的目的，降低谐振事故发生概率。必须积极对电网工作人员进行培训。对于电网企业的工作人员而言，必须积极进行机械工作经验、事故教训的总结，保证操作顺序、运行方法的可靠性。必须加强熔丝更换步骤的规范化处理。一旦电网发生异常状况，相关作业人员必须保持头脑清醒，结合表象进行问题分析，保证高效排除故障[4]。必要时还可借助电压互感器设备进行避雷设备的合理安装，降低铁芯饱和概率，在母线上安装电容器也可预防谐振现象发生。

3 结语

综上所述，电力对于社会经济发展具有直接作用，是影响各行各业经济建设的重要因素。因此，必须重视电流、电压互感器烧毁问题。业内学者针对这一问题已经进行了较为深入的研究，结果表明，造成电流、电压互感器烧毁的原因较多，对应的解决措施也较为丰富，可借助中性点不接地的方法进行处理。积极选择性能良好的电流、电压互感器，并加强馈供线路的合理投入，积极做好相关人员的培训工作，这样可以明显降低互感器烧毁事故的发生概率，保证设备的安全运行。