高压熔断器常见熔断原因及处理措施

10kV配电装置的电压互感器经常出现高压熔断器一相或两相熔断等异常故障，这不仅影响了电能表的准确计量，而且还容易造成保护装置和安全自动装置的误动作，严重危及配电系统的安全可靠运行。

案例中某发电厂内10kV 配电装置需要更换两组10kV 互感器，将型号为JSJW一10Q 油浸式PT更换为型号为JDZX9-10Q干式PT后，该电压互感器多次出现高压熔断器熔断现象，本文就该10kV电压互感器高压熔断器熔断进行故障分析并探讨其成因、危害及相应解决措施。

1.电压互感器的作用

1.1将一次回路的高电压转为二次回路的标准低电压，监视母线电压及电力设备运行状况。并提供测量仪表、继电保护及自动装置所需电压量，保证系统正常运行。

1. 2使二次回路可采用低电压控制电缆。且 使屏内布线简单，安装、调试、维护方便，可实现远方控制和测量。

1.3使二次与一次高压部分隔离，且二次可设接地点，确保二次设备和人身安全。

2. PT高压熔断器熔断的常见原因

在实际运行中，电压互感器高压熔断器经常会发生熔断现象，其原。

因主要有以下几种:

●系统运行环境变化，出现危及系统安全运行的铁磁谐振，引起电压互感器一、二次侧熔断器熔断。

●一次系统发生单相接，产生弧光接地过电压。

●二次负载过重，将导致电压互感器熔断器熔断。

●低频饱和电流可引起电压互感器一、二次熔断器熔断。

●电压互感器一、二次绕组绝缘降低、短路故障或消谐器绝缘下降可引起一、二次侧熔断器熔断。

●电压互感器 X 端绝缘水平与消谐器不匹配导致一、二次侧熔断器熔断。

●操作方法不当，不按规程操作。

3.电压互感器损坏及高压熔断器熔断的危害

3.1对设备的危害:一般情况下，l0kV系统中最常发生的异常运行现象是谐振过电压。虽然谐振过电压幅值不高，但可长期存在。尤其是低频谐波对电压互感器线圈设备影响的同时可能会危及变电其它设备的绝缘，

严重的可使母线上的其它薄弱环节的绝缘击穿，造成严重的短路事故甚至大面积停电事故。

3.2对运行方式的危害:出现电压互感器烧坏及高压保险熔断现象后，如不能马上修复，将导致10kV母线不能分段运行。

3.3对人员的危害:一旦发生电压互感器损坏或高压保险熔断现象，将会给运行人员巡视设备时造成人身伤害。

3.4降低供电可靠性和少计电量:若电压互感器损坏或高压保险熔断,则无法准确计量，直接造成电量损失或计量不准确。同时 保护电压的消失将严重危及供电设备的安全运行。

4.案例

某发电厂内10kV配电装置将两组型号为JSJW一10Q的10kV油浸式互感器更换为型号为JDZX9一10Q的干式互感器。投运后不久， 该电压互感器的高压熔断器多次出现熔断现象。3月12日PT开始出现高压熔断器熔断。故障出现时， 运行人员依据《运行规程》进行处理，及时更换已熔断的高压熔断器。3月15日，PT又出现A相、B相高压熔断器熔断，有关人员对PT器身进行全面检查和高压试验，结果没有发现任何异常。3月16日，10kV母线互感器PT出现A相、C相高压熔断器熔断。

对这次高压熔断器熔断，采取了加固PT一-次侧N端接地，并再次对 PT进行高压试验。PT这三次高压熔断器熔断时，该段母线均有10kV 线路接地。

该段10KV母线PT高压熔断器的频繁熔断，不仅严重影响电度计量的准确性，而且对系统的安全运行也造成了影响。因此对这种现 象进行分析并找出解决方案具有十分重要的意义。

5.故障分析

根据PT高压熔断器熔断的常见原因，结 合现场的故障现象以及相关的高压试验结果，排除了由PT本身绝缘降低及操作不当等原因造成的高压熔断器熔断，经过分析与讨论，初步认为故障主要原因可能是系统产生铁磁谐振引起的。

电力系统的任一回路都可简化成电阻R、感抗wL、容抗1/wC的串并联回路。不管是串联还是并联回路，当容抗1/wC 和感抗WL相等时，这个回路就会发生谐振。回路中的电感元件和电容元件就会产生过电压和过电流，此时的电场能量(电容)与磁场能量交换达到最大值。在高压回路中，由于线路等电气设备对地存在分布电容，再加上电压互感器之类的非线性铁磁元件电感的存在，具备了构成谐振的必要条件。一 旦系统电压发生扰动，就有可能会激发谐振，由于铁磁元件的非线性(如铁芯饱和。时感抗会变小)，这一谐振会进一一步增大， 当出现wL=1/wC 时，这种谐振称为铁磁谐振。铁磁谐振对地产生很高的过电压，此电压可能是额定电压的几倍至几十倍，致使瓷绝缘放电，绝缘子、套管等的铁件出现电晕，电压互感器一次熔断 器熔断，严重时将损坏设备。在实际运行中产生铁 磁谐振的具体原因，可能有以下几方面:

●中性点不接地系统发生单相接地、单相断线或跳闸，三相负荷严重不对称等。

●与电压互感器铁芯的饱和程度有关。 在中性点不接地系统中使用中性点接地的电压互感器时，若其铁芯过早饱和则更容易产生铁磁谐振。

●倒闸操作过程中由于运行方式恰好构成谐振条件，如三相断路器不同期分合时，都会引起电压、电流波动，引起铁磁谐振。

由于本次电压互感器高压熔断器熔断的故障是更换电压互感器后才频繁产生。因此进一 步认为:由于新旧PT结构的不同，致使该10kV设备在外界系统发生不对称接地时更容易发生谐振，结果导致 PT的高压熔断器频繁熔断。

6.解决措施防止铁磁谐振--般采用的方法

6.1改变XC/XL的比值，如使用电容式电压互感器(CVT)或在母线上接入一定大小的电容器，使XC/XL<0. 01来避免谐振。

6.2电压互感器开口三角绕组两端连接一适当数值的阻尼电阻R(约为几十欧)。

6.3通过改变操作顺序来避免谐振电压的产生。由于该10kV系统是中性点不接地系统，决定在 PT与中性点之间安装一次消谐装置， 来解决因铁磁谐振引起过电压而导致10kV母线PT高压熔断器频繁熔断这一故障问题。因此在PT的中性点与接地之间各安装一个型号为LXQII-10(6)的消谐装置。消谐装置投运后至现在，再也没有发生PT高压熔断器熔断故障。

7.结语

在实际运行中10kV电压互感器高压熔断器熔断情况时有发生，给电力系统稳定运行带来很大危害。首先， 要从互感器本身考虑，如加装合适的消谐装置，提高设备的稳定性和抵御系统故障能力。其次，发生故障时，要快速正确处理，防止故障的进一步扩大。再次， 要不断总结使用的经验和故障处理的方法，才能保证系统的安全稳定运行。