35 kV电压互感器绝缘击穿事故分析
摘要：文章通过一起35 kV半绝缘电压互感器异常烧毁事故的分析，总结故障的原因，并归纳了有效的防范措施，可为类似事故处理提供参考。

关键词：半绝缘；击穿；短路接地
1 故障现象
2012年某220 kV变电站35 kVⅡ母线电压互感器发生异常，监控值班员接省调操作命令：退出该变电站
35 kV4#电容器，拉开35 kV4#电容器断路器的同时
35 kVⅡ母电压UB：20.4 8 kV、UA：41.93 kV、UC：41.92 kV、3U0：105.21 V，并伴随上传35 kV3#、4#电容器装置报警动作、35 kV母联装置报警、接地报警动作，10 min后35 kVⅡ母变为A相全接地，UA：2.1 kV、UB：36.42 kV、UC：
38.22 kV、3U0：106.67 V。

初步判断为35kVⅡ段母线有B相瞬间接地现象，随即转为A相永久接地。

2 运行方式
220 kV两条进线两回，220 kV母联联络I、II母运行，一条220kV线路、1号主变在I母运行，2号主变、一条220 kV线路在II母运行，110kVI、II母由母联1150断路器联络运行，三条110 kV线路在110 kV I母运行，一条110 kV 线路在110 kV II母运行，35kVI、II段母线分裂运行，35k VI段带一条35 kV线路、一台所用变、
35 kV1号、2号电容器运行，35 kVII段带35 kV3号、4号电容器、两条35 kV备用线路运行。

3 现场检查
35 kV电压互感器柜外观无损坏，打开柜门后，发现A相电压互感器靠B 相侧有道裂缝并从裂缝口处流出黑色胶体，表面温度很高（与B.C相表面温度差别很大），B相电压互感器靠A相侧有油渍，如图1、图2所示。

C相电压互感器外观完好。

35 kV避雷器及放电计数器外观检查良好。

4 处理过程
试验人员到现场首先进行外观检查，得出35kVII母电压互感器A相外观损坏的结论后对该组电压互感器进行诊断性试验。

如表1，表2所示。

电压互感器倍频感应耐压无法升压，避雷器试验合格。

由于35 kVII母电压互感器A相已经炸裂，该组电压互感器无法运行，更换三相备品电压互感器，原异常电压互感器组退出运行。

5 原因分析
该电压互感器为半绝缘型电磁式电压互感器，型号为JDZXF71-35N。

在值班员对4号电容器进行拉开操作的过程中产生谐振过电压，B相电压互感器出现闪络现象，系统B相瞬间出现接地现象，使A相产生事故短路过电压，从而击穿A相绝缘，导致A相电压互感器炸裂。

归纳事故原因如下：
①产品质量欠佳，该电压互感器材料质量部过关，虽然在交接试验时试验项目全部合格，但是在长期工况运行状况下，该绝缘材料逐渐发生劣化，当有冲击电压施加时，导致绝缘击穿。

②半绝缘型电磁式电压互感器属于新技术、新产品，还没有建立完善的试验标准试验规定。

③电磁式电压互感器容易引起铁磁谐振过电压，由于电磁式电压互感器内部的非线性电感与系统对地电容构成LC震荡回路，单电感与系统对地电容成一定比例的时候就会发生铁磁谐振，中性点发生移位，相电压发生变化，线电压不变，从而引起单相过电压。

④当电压互感器铁芯饱和，导致其励磁电流大大增大，严重时能达到额定励磁电流的几百倍，从而引起电压互感器的炸裂、烧毁。

而这种情况下会产生3倍左右的过电压，引起绝缘的闪络、击穿乃至爆炸。

⑤在电力系统中半绝缘电压互感器在正常运行中只承受相电压，全绝缘电压互感器运行中可以承受线电压。

⑥半绝缘电压互感器的高压N极必须直接接地方能运行。

在系统出现不对称时，很容易出现高幅值的铁磁谐振过电压。

⑦半绝缘电压互感器在发生单相接地等异常情况时，需要承受很高的线电压冲击，这种情况下运行能超过2 h，长期运行可能造成绝缘击穿或炸裂、爆炸等事故。

⑧在全国各电力公司所下辖的变电站内，装有半绝缘电压互感器的变电站运行的安全状况普遍不良，熔断压变熔丝，烧毁电压互感器，甚至引发系统事故，严重影响计量的正确性，使测量数据丢失，危及继电保护和自动装置的正确动作等事故不断，严重影响到了电网的安全稳定运行。

6 防范措施
①加强同厂家、同类设备的巡视测温，发现温度异常要加强监视，做到早预防、早控制，防控结合。

②加强电力设备质量检测准入制度，严禁不合格产品、质量差设备进入电网，加强责任追究制度，对设备的准入责任落实到人。

③尽量采用技术成熟的全绝缘电容式电压互感器。

④选用伏安特性好的电压互感器。

⑤选用高电压等级的电压互感器。

⑥合理安排操作方式。

⑦装设消谐装置。

⑧逐步更换全绝缘电压互感器。

⑨改进接线方式（电压互感器接线原理图3所示），采用电压互感器一次绕组中性点经零序电压互感器接地，即将主电压互感器的二次开口角回路与零序电压互感器的一个补偿绕组串联后接电压继电器，零序电压互感器增大了直流电阻与交流励磁阻抗，零序测量回路是三相电压互感器的开口三角与零序电压互感器的一个测量绕组按正极性串联的，它包含了三相电压互感器的少部分零序电压，测量更精确，同时由于零序回路不是短接的，避免了因电容放电电流使开口角绕组热容量不够而烧坏的隐患，同时，通过改变零序电压互感器的参数设计，增大了直流电阻与交流励磁阻抗，其热容量得到增大，这样可以有效的抑制超低频振荡过电流导致的零序电压互感器烧坏，因此可以消除铁磁谐振和抑制超低频振荡功能外，还可以有效防止目前运行中经常出现的障碍、事故的发生。

7 结语
采用成熟稳定的电力设备能大大提高电力系统供电的可靠性与电网的稳定性，采用合理的消谐装置能很大程度上消弱电力系统内的谐振过电压，对电力系统中运行的电力设备的保护起到至关重要的作用。

通过这起
35 kV电压互感器绝缘击穿事故的原因分析，大大提高了试验人员对半绝缘电压互感器的事故处理能力。

参考文献：
[1] 陈化钢.电力设备异常运行及事故处理[M].北京：中国水利水电出版社，2011.。