10kV电压互感器熔丝熔断的原因分析及解决措施

发表时间：2016-04-19T14:02:56.800Z 来源：《电力设备》2015年第9期供稿 作者： 黄蕊 金海川 蒋志军

[导读] 宁夏吴忠供电公司 电压互感器（PT）是变电站使用的一种重要设备，主要用于电压测量、计量以及继电保护。

（宁夏吴忠供电公司宁夏吴忠751100）

摘要：在电力系统日常运行中，电压互感器作为一次电路和二次电路中重要的联络元件，担负着为综保测控装置提供运行数据的重要任务。然而，由于许多原因，在电力系统的运行中经常出现电压互感器熔丝熔断现象，这对电力系统的稳定运行带来很大的安全隐患。本文首先列举了电压互感器高压熔丝熔断的危害，接着分析了电压互感器高压熔丝熔断的原因，最后针对熔丝熔断的原因，给出了电压互感器高压熔丝熔断的预防措施。

关键词：电压互感器；熔丝熔断；预防措施

电压互感器（PT）是变电站使用的一种重要设备，主要用于电压测量、计量以及继电保护。在电压互感器工作的过程中，时常会发生高压侧熔丝熔断的故障。通过对2014年运维三班异常处理的统计，发现电压互感器熔断器熔断已成为异常处理中较为费时、费力的一项工作。本文全面的分析总结了熔断器熔断的常见原因及处理措施，旨在今后的工作中提高对熔断器熔断的认识及工作效率。一、电压互感器高压熔丝熔断的危害

电压互感器熔丝熔断现象不仅可能使线路保护失效，而且还严重影响电能计量的准确性，这就给电力系统的稳定运行带来了极大的隐患。具体来说，电压互感器熔丝熔断现象主要有以下几点：

1．当电压互感器高压熔丝烧毁之后，如果得不到立即修复，将可能导致10kV母线的运行不能进行分段；

2．正常情况下，在10kV的电力系统中，最常见的异常现象就是谐振过电压了。尽管过电压谐振幅度不算高，但是这种情况可能长期存在。特别是低频率的谐波将影响变电站变压器的线圈装置，而其他的设备则可能危及绝缘总线，更严重的后果可能导致绝缘击穿，造成严重的伤害甚至是短时间内的大面积停电；

3．如果的高压保险丝被烧断，那么将直接对电量造成不小的损失，并且在计量方面也难以做到精确计算； 4．在电压互感器保险丝被烧断时，可能会对检查设备的作业人员造成伤害。

由此可见，电压互感器高压熔丝熔断的危害十分严重，因此，对电压互感器熔丝熔断现象的原因进行分析，并就如何有效避免电压互感器熔丝熔断进行研究，是非常有必要的。二、电磁式电压互感器高压侧熔丝熔断原因

当前，在我国10kV的电网中，电压互感器普遍使用的是电磁式电压互感器。根据日常工作的经验，电压互感器熔丝熔断的主要原因有以下几种：1．单相接地

对于中性点的不接地三相系统，如果出现某相单相接地的情况，那么可能会造成非故障相对地的电压从正常状态的相电压转变为线电压，并导致非故障相对地电流和电容同时逐渐增大。如果是单相接地出现了故障情况，那么接地电流将会相当于正常运行状态时的三倍左右。另外，接地电流的数值也受到网络电压、频率和对地电容等因素的影响。对地电容又会受到线路的结构、布置方式以及长度等因素的影响。如果对地电容不是完全接地，而是经过定量电阻接地，那么在这段时间之内就要具有很小的接地电流。另外，由于我国城市建设不断加速，土地资源跟原来相比更显紧张，最终导致线路走廊十分紧缺。因此，在实际设计10kV电路的出线时，可能会更多地使用多回线路的方式进行同杆架设。这样一来，就增加了对地的电容和单相接地的电流，使得单相接地电流在某种情况下达到几安培到十几安培，最终就会导致高压侧熔丝出线熔断情况。2．二次回路短路

当电磁式电压互感器的二次回路发生短路的情况时，如果所使用的二侧熔丝的流量比较大，那么将会导致一次侧的熔丝熔断现象。电磁式电压互感器出现二次回路短路的诱因很多，为了避免此类现象的出现，第一个要做的就是将互感器中的隔离开关设备断开，然后将排除二次回路可能存在的故障，最后还要选择合理的过流安数的熔丝。除此之外，还要注意所选择的电压互感器高压熔丝的断流容量要比较大，千万不能使用普通的熔丝来代替。3．铁磁谐振

电磁式电压互感器所使用的励磁电抗是一种典型的非线性电感元件，当这种电感元件处于正常状态时，电感值很高；但是如果处于电压较高的环境时，它的铁心将逐渐变至饱和状态。另外，由于励磁电抗的非线性特点，因此在匹配参数信息的过程中，可能会与线路电容共同构成一个具有共振特点的振荡回路，这将会进而导致在电力系统中出现过压、过流的情况。4．故障消失，增大压变涌流

在没有出现谐振的前提条件下，如果此时线路电容值已经确定，那么故障将会恢复。由于线路电容放电的冲击，将导致电流增加，出现压变高压熔丝熔断的情况。通过仔细分析，我们可以知道，当系统处于正常运行的状态时，电力系统线路给地电容带的总电荷值是零；而当一相接地的情况出现时，另外两相的电压值将会转变为线电压，令它的电压与线电压的电荷互相适应；如果接地出现故障，那么电荷将会通过导线或者地面流动，最终形成电容电流；如果接地故障的情况消失了，那么各个相的对地电压将会恢复到正常运行的状态，通过线电压电荷中的非故障相导线，在经过一次压变后流入地面。通过上述的作用，使铁芯足够饱和，降低感抗力，由于受到工频电压的作用，将会产生巨大的冲击电流，最终导致出现熔丝熔断的情况。三、预防电磁式电压互感器高压侧熔丝熔断的措施

1．中性点一次装设消弧装置。在电力系统中，如果消弧线圈出现单相接地现象，那么将会逐渐组形成一个大小相当于接地电流的电感电流，但是电流的流向与接地电流相反，并且与电容电流可以相互补偿，这对于降低接地故障点中的电流幅值、恢复电流过零之后的电压速度、熄灭接地故障点的电弧以及保障电力系统的安全稳定运行具有十分重要的作用。在对熔丝熔断的统计信息表分析之后，我们了解

到在消弧线圈投入运行后，仅发生过一次熔丝熔断的现象，这就充分证明了消弧线圈对于预防谐振、抑制电容冲击电流具有十分积极的作用。然而，采用这种方法时应该注意，采用接电阻措施的中性点应当考虑电压电阻的电压互感器绕组的X端（尾部）的绝缘级别，由于电压的峰值高达15kV，如果尾端的绝缘级别不够，就极易受到损坏。

2．使用零序电压互感器的接线方式。这指的是将单相电压互感器与三相电压互感器的一次中性线串联起来，由于这是其由4个单相电压互感器共同组成，所以称其为4PT。零序电压互感器在进行接线的时候，首先将其中的三个PT连接起来，形成一个星形，然后将其中一个中性点运用一个零序电压互感器实现接地。在正常的运行环境下，主电压互感器的二次测相电压值约为60V，线电压约为100V。其中的电压计量、电压指示和电压保护都不会发生变化。通过4PT的接线方式，不仅能够增加电压互感器单相故障高压绕组的线电压，减少在故障消失以后释放出来的电荷值，而且还能够防止铁芯出现过度饱和的情况，极大地降低电容电流给高压熔丝产生的冲击。自从运用4PT的接线方式以后，就从来没有出现过高压熔丝熔断的故障，这充分证明了4PT的接线方式对于抑制压变高压侧熔丝熔断具有显著作用。 3．要使消除铁磁谐振现象，一般来说主要有如下几个方法：（1）采用电容式电压互感器或者励磁特性能好的电压互感器；（2）在回路零序增加阻尼式电阻，这是说，在开口三角绕组处或者一次绕组中性点的位置加装非线性电阻或者消谐器；（3）破坏谐振条件，需要增大对地电容，因为反铁磁谐振特性的JSZFR-10G型号电压互感器的更换成本比较高，因此为了实现企业利益最大化的目标，应当使该系列变压器的初级侧电压中性线与地线之间的电阻达到限制或消除谐波阻尼的效果，这样一来，电压互感器的接地故障引起的铁磁谐振电路，在一定程度上能够有效防止对电压互感器的损坏。

通过以上对10kV电压互感器熔丝熔断现象的分析，我们发现，电压互感器熔丝熔断现象总是不可避免的。我们所能够做的，只是尽量减少熔丝熔断的发生次数而已。在电力系统的运行过程中，在事故发生以后，要依据实际情况的不同，具体地分析电压互感器熔丝的熔断原因。在充分了解了电压互感器熔丝的熔断原因以后，根据熔断原因，作出相应的具体措施，以避免类似情况的再次发生。在日常的监视过程中，值班人员应当时刻关注母线电压是否在正常的范围之内，并及时发现异常，防止故障范围的扩大。 在日常定期的设备检修过程中，也要提高维护检修的质量，从设备自身层面降低熔丝熔断故障发生的可能性。参考文献

[1]电压互感器常见故障排查[J].安全生产，2010.

[2]谷万明,张浩军,郭洪强,韩凯,王晓华.电压互感器故障的分析与处理[J].农村电气化,2009(5) 作者简介：

黄蕊（1988年出生），女，助理工程师，2010年毕业于上海电机学院电气工程及其自动化专业，2010年至今从事变电运行专业。 金海川.男、1986.回族.籍贯：宁夏.学历：本科.职称：技师.研究方向：变电运维.单位：吴忠供电公司，751100. 蒋志军.男、1984.汉族.籍贯：宁夏.学历：本科.职称：技师.研究方向：变电运维.单位：吴忠供电公司，751100