电容式电压互感器故障类型总结及可能的原因分析.doc

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电容式电压互感器故障类型汇总

1、220kV电容式电压互感器油箱过热故障分析
原因：阻尼电阻器中的电容击穿短路，导致辅助绕组上的电压全部加于电阻原件上，导致发热量大大增加。
为查明产生高温的原因，对互感器进行解体检查。发现电磁式电压互感器二次阻尼绕阻丝的电木板表面因过热而严重碳化。通过对阻尼器的进一步检查，发现其并联电容已击穿短路。正常运行时，因阻尼器中的电容与电感产生并联谐振，阻尼器呈高阻状态，相当于开路，流经电阻的电流为几毫安，发热功率为1mW。当阻尼器中的电容击穿短路时，辅助绕组（见图1）上的100V电压全部加在其电阻元件上（电阻值为9Ω），流经该电阻的电流为11.11A，发热功率为1.11kW，从而使底部油箱中的油温急剧上升。绝缘油在高温下裂解，产生的大量气体有可能引起油箱爆炸。另一方面，由于高温引起主绝缘破坏，造成内部高压绕组击穿放电，引起保护失压发生误判断，造成系统解列事故。
常规的高压试验方法难以有效地发现此类故障
2、电容式电压互感器运行时，其二次侧没有电压。
原因：固定中压电容C2下端接线端子δ的一只螺栓掉入中压互感器一次绕组的接线柱丛中，使一次绕组部分线匝被短接，其交流阻抗减小，一次电流超过额定值，造成一次绕组烧毁。
检查CVT的二次保险没有爆；拆了回路核对线芯也没有问题；拔下二次保险，直接在二次出线端子上测量还是没有电压。高压试验人员先测试了CVT的高压电容C1、中压电容C2以及总电容量，再试验了介质损耗，与设备出厂时和投运前的试验数据相比变化不大，说明电容分压器单元没有问题。为查清CVT的电磁单元有什么问题，试验人员先用万用表的电阻档测中压互感器的一次线圈电阻，其阻值为500多欧姆；然后在中压互感器的一次线圈上加交流电压，测二次电压的值，当一次电压升高时二次电压不仅不升反而下降；最后在中压互感器二次侧的da、dn线圈上加交流电压，用静电电压表测一次电压的值，电压均为零。根据这些试验情况和数据，试验人员初步判断电磁单元内部可能有短路。
测量新互感器的直流电阻后和老互感器直流电阻做比对，对比试验数据如表1所示。这些数据表明，该电容式电压互感器电磁单元的中压互感器一次绕组发生了短路。
解体后：在取下中间电压端子A′和中压电容C2下端接线端子δ与电磁单元之间的引线时，发现固定中压电容C2下端接线端子δ的4只螺栓少了一只，因油箱中的油较满，也看不到这只螺栓掉到了哪里。工作人员用器具把油箱中的油慢慢抽出，当油面低于中压互感器的接线板时，人们终于看清了，掉下的螺栓落在了中压互感器一次绕组抽头的几个接线柱中间。在螺栓与接线柱接触的地方，发现有轻微的短路熔焊痕迹。油箱中的油已经失去了其应有的淡黄色，而变成了象酱油一样的黑褐色。在往外抽油的过程中，油中不断有气体逸出，油中泛起黑褐色的泡沫。当油被全部抽完后，人们看到了中压互感器的铁芯已经烧得没有了硅钢片特有的光泽，最外层的硅钢片已被烧变了形，中间鼓起来了。中压互感器绕组外面包的白布带已被烧成黑炭质，用手一扣就有渣子掉下来。油箱内壁沾满了含有炭质的油渍，用手一摸全是黑。为了拆掉补偿电抗器的引线，工作人员将出线端子盒上方的盖板拆开，发现这个盖板因内部压力太大已经鼓肚。至此，CVT的故障已经十分清楚，那就是中压互感器一次线圈烧损。既是这样，我们还是让油务人员取了油样，进行了油色谱分析。分析结果：除乙炔为零值外，总烃和氢气均大大超过注意值；经计算三比值为020，故障类型是低温过热（150～300℃），这进一步印证了故障的情况。根据对CVT解体检查所发现的情况，我局技术人员和设备厂家人员一致认为，造成中间单元烧损的原因是，固定中压电容C2下端的一只螺栓掉入中压互感器一次绕组的接线柱丛中，使一次绕组部分线匝被短接，其交流阻抗减小，一次电流超过额定值，造成一次绕组烧毁。
3、电容式电压互感器二次电压线圈全部无电压输出
原因：电磁单元变压器至分压电容器之间的连接线因过长而与箱壳碰接，并有明显的烧伤放电痕迹，分别测量电磁单元变压器和氧化锌避雷器的绝缘电阻均在10GΩ以上。随后将该连接线缩短，并用绝缘材料包扎固定，回装完毕后，再经试验检验其正常，该故障点消除。
故障原因可能为：①电磁单元变压器一次引线断线或接地；②分压电容器中存在瞬时短路；③与电磁单元中变压器并联的氧化锌避雷器击穿导通；④油箱电磁单元烧坏、进水受潮等其他故障。
分压电容器和油箱电磁单元正常状态下，承受的额定电压为13kV，而整台电容式电压互感器承受的电压为500kV;如电磁单元部分对地短接，不承受13kV的电压，二次将失去电压输出，对设备整相承受电压的能力影响较小。而假设电容分压器的其中之一存在缺陷，该节将承受较低的电压，其他节承受的电压升高，会造成整台设备运行异常，有二次电压输出但不是正常值，设