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【摘 要】电压互感器是发电厂、变电站等发输变电系统中不可缺少的电气设备，它将高电压按比例变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量等仪表装置使用。近年来，我公司电压互感器（特别是35kV及以下的电压互感器）在运行过程中经常出现烧毁现象，直接影响供电企业的供电可靠性。
【关键词】电压互感器；故障；改进措施
一、铁磁谐振过电压
在中性点不接地系统中，正常运行时，由于三相对称，电压互感器的励磁阻抗很大，大于系统对地电容，即XL>XC，两者并联后为一等值电容，系统网络的对地阻抗呈现容性，以导线对地电容的容抗为主，三相基本平衡，电网中性点的位移基本接近于零。但当系统中产生某些扰动时，会造成电压互感器三相励磁电感不同程度的饱和，使系统三相对地阻抗明显不同，系统中性点就可能出现较大的位移电压，如：单相接地，使健全相的电压突然升高，电压升至线电压；单相弧光接地，由于雷击或其他原因，线路瞬时接地，使健全相电压突然上升，产生很大的涌流；当电压互感器突然合闸时，其一相或两相绕组内出现巨大的涌流；电压互感器的高压熔丝不对称故障等。总之，系统的某些干扰都可使电压互感器三相铁心出现不同程度的饱和，系统中性点就有较大的位移，位移电压可以是工频，也可以是谐波频率（分频、高频），饱和后的电压互感器励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成三相或单相共振回路，可激发各种铁磁谐振过电压。
铁磁谐振过电压分为工频、分频和高频谐振过电压，常见的为工频和分频谐振。工频谐振过电压可导致三相对地电压同时升高，或引起“虚幻接地”现象；分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，过电压并不高，一般在2倍额定值以下，但感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁电流急剧加大，电流大大超过额定值，导致铁心剧烈振动，使电压互感器一次侧熔丝过热烧毁。
二、原因分析
1、制作工艺
浇注式电压互感器具有以下特点：绝缘介质主要是环氧树脂，为不燃和耐燃自熄物质，可阻燃、防爆；实现了无油化、免维护。相比油浸式電压互感器，浇注式电压互感器对制作工艺的要求更高。电压互感器在浇注过程中，如果绝缘介质内部产生气泡或存在导电杂质，就会大大降低互感器的绝缘强度。另外，如果电压互感器铁心叠片和绕制工艺不规范的话，就会造成绝缘介质长期处于高温下运行，从而导致绝缘加速老化，造成互感器击穿或烧毁。
2、绝缘类型
电压互感器按运行时承受的电压不同，可分为半绝缘电压互感器和全绝缘电压互感器。半绝缘电压互感器运行中只承受相电压，不适合在中性点不接地的配电网中运行，而全绝缘电压互感器则可以承受线电压。首先，在接线方面，两者有明显的不同：半绝缘电压互感器必须高压侧中性点直接接地运行；全绝缘电压互感器可以高压侧中性点直接接地运行，也可以间接（接电阻等）接地运行，还可以绕组V形接线中性点不接地运行。其次，两者承受的单相接地时的电压不同：半绝缘电压互感器在系统发生单相接地时，需要承受线电压的冲击，长期运行将造成绝缘击穿故障；而全绝缘电压互感器在系统发生单相接地时，完全可以承受额定线电压。可见，在35kV及以下中性点不接地或经消弧线圈接地的配电网中不宜采用半绝缘电压互感器。由于表1中的浇注式电压互感器型号均为JDZX型，而非JDZJ型（即用于接地保护的），所以一旦发生单相接地故障，这些互感器就会炸裂。
3、系统过电压
过电压按其产生原因可分为工频过电压、雷电过电压、操作过电压和谐振过电压等。根据这几种过电压的特点，结合浇注式电压互感器烧毁时的具体环境分析，大部分互感器存在谐振过电压现象。
三、35kV及以下电压互感器熔丝熔断原因分析
1、铁磁谐振过电压可引起电压互感器一次侧熔丝熔断
正常运行时，非线性元件电感其伏安特性曲线在铁芯未饱和时是直线，电感值保持不变，而当系统产生某些波动（常见有雷击、系统发生接地等）时，电压互感器自身运行状态发生改变，导致相电压增高，此时三相铁心出现不同程度的饱和，致使电感值不断下降便出现铁磁谐振。对于运行中的系统，常见产生铁磁谐振的原因有：单相接地、单相弧光接地、电压互感器突然合闸时绕组内产生巨大涌流等。导致电压互感器熔丝熔断。
2、低频饱和电流可引起电压互感器一次熔丝熔断
电网间歇弧光接地，中性电压互感器一次绕组形成电回路，这种释放过程由于电压互感器相电抗的存在呈现振荡衰减状态。系统对地电容越大，振荡频率越低，形成低频饱和电流。频率在2～5Hz。
3、电压互感器故障，一、二次绝缘降低或消谐器绝缘下降可引起熔丝熔断
电压互感器内部线圈短路接地、螺丝松动、导线受潮、绝缘损坏致过热等；套管或外绝缘破损放电，或有火花放电、拉弧现象都可以引起一次熔丝熔断，对于设备自身的缺陷，做好设备运行的维护检查即可。
4、二次保险容量选择过大，当二次系统发生故障或负荷过重，二次起不到保护作用，造成电压互感器一次保险熔断。可以通这合理选择电压互感器容量及一、二次保险容量解决。
5、电压互感器一次保险质量问题也可引起PT一次保险的频繁熔断，需严把设备质量关
6、电压互感器安装地点振动可引起一次熔丝熔断对于填料式高压熔断器来说振动常会引起熔断器的熔断，但却是很容量被忽视掉的因素，PT一次保险熔断有如下特点时可以考虑振动引起熔断：
电压互感器工作现场振动较大；每次PT一次保险熔断，更换新保险后一切正常，但又经常发生熔断；运行中检查各接触面无变色、无异常，远红外测温并无温升；有时固定一相保险熔断，有时熔断无规律性，例如有时B相熔断，有时A相熔断，或者有时还C相熔断，无规律性的保险熔断，我们往往会首先考虑铁磁谐振，但PT工作现场若振动，最大的可能性是振动导致；运行一段时间后保险电阻值变小，检查熔断的一次保险熔丝发现并不像短路烧断，没有熔丝的熔化现象，螺旋保险丝堆积在保险下侧； 我廠主变35KV侧电压互感器就曾经出现过振动引起的PT一次保险频繁熔断现象。主变35KV侧PT安装在发电机正下方，发电机在8米，此PT在4.5米，两组发电机PT在0米。最初的故障现象就是主变低压侧PT一次三相保险无规律频繁熔断，但发电机端0米两组PT却未发生保险熔断现象，因而排除了PT谐振，怀疑过PT故障但每次更换熔断器后又能正常运行一段时间，怀疑过PT二次保险之前的电缆有瞬间故障，主变检修期间发现主变35KV侧PT相连的母线的支座有松动进行了加固，并更换了PT二次保险之前的电缆，PT再次投入运行时发电机未运行，未再出现PT一次保险熔断事故，但随着发电机并网运行PT一次保险再次熔断，此时熔断相固定为C相，仔细检查发现C相的一次保险座振动要比其它相略大一些，于是试着在墙体外侧加固熔断器底座，加固后观察振动幅值没有太大变化，但振动频率比之前小一些，从此后主变35KV侧PT一次保险再频繁熔断过，分析一次保险频繁熔断的原因应该是共振。
四、一次保险熔断的处理
1、先根据现象判断哪相保险熔断，测量二次电压进行确认；
2、退出备自投保护，主变电压保护，防止误动作。
3、断开电压互感器的二次保险，拉开隔离开关将电压互感器隔离。
4、更换保险时注意与带电设备的安全距离。
5、如果更换过的保险，一送电又发生熔断，不能再进行更换，要先查明故障原因；若保险熔断的频率较高也一定要查明原因。
结束语
很多情况下高压熔断器熔断是谐振过电压引起，低频对互感器线圈设备造成影响，使母线上的其它薄弱环节的绝缘击穿，造成短路事故。因而PT一次保险熔断必须引起足够的重视；另外一旦发生电压互感器损坏等一次设备原因造成的高压保险熔断现象，要在确认PT无异常的情况下才可以直接拉刀闸，若检查PT外观有异常情况熔断器未全部熔断的不允许直接拉刀闸，要通过拉母线断路器的方法给PT停电，以免对人员造成伤害；同时PT一次保险的熔断也会降低供电可靠性和少计电量，直接造成电量损失或计量不准确；同时保护电压的消失容易造成保护装置和安全自动装置的误动作，将严重危及供电设备的安全运行。因而PT一次保险熔断是不容忽视的问题，应引起足够的重视。
参考文献：
[1]李琼林.两起35kV侧CVT熔断器熔断故障原因探析及解决措施[J].电力自动化设备，2012（1）.
[2]赵海林.35kV及以下电压互感器熔丝熔断原因分析及对[J].江苏电机工程，2011.（9）..
[3]翁良杰.35kV母线CVT高压侧熔断器频繁熔断故障分析[N]，安徽电气工程职业技术学院学报，2012（3）.
【关键词】电压互感器；故障；改进措施
一、铁磁谐振过电压
在中性点不接地系统中，正常运行时，由于三相对称，电压互感器的励磁阻抗很大，大于系统对地电容，即XL>XC，两者并联后为一等值电容，系统网络的对地阻抗呈现容性，以导线对地电容的容抗为主，三相基本平衡，电网中性点的位移基本接近于零。但当系统中产生某些扰动时，会造成电压互感器三相励磁电感不同程度的饱和，使系统三相对地阻抗明显不同，系统中性点就可能出现较大的位移电压，如：单相接地，使健全相的电压突然升高，电压升至线电压；单相弧光接地，由于雷击或其他原因，线路瞬时接地，使健全相电压突然上升，产生很大的涌流；当电压互感器突然合闸时，其一相或两相绕组内出现巨大的涌流；电压互感器的高压熔丝不对称故障等。总之，系统的某些干扰都可使电压互感器三相铁心出现不同程度的饱和，系统中性点就有较大的位移，位移电压可以是工频，也可以是谐波频率（分频、高频），饱和后的电压互感器励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成三相或单相共振回路，可激发各种铁磁谐振过电压。
铁磁谐振过电压分为工频、分频和高频谐振过电压，常见的为工频和分频谐振。工频谐振过电压可导致三相对地电压同时升高，或引起“虚幻接地”现象；分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，过电压并不高，一般在2倍额定值以下，但感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁电流急剧加大，电流大大超过额定值，导致铁心剧烈振动，使电压互感器一次侧熔丝过热烧毁。
二、原因分析
1、制作工艺
浇注式电压互感器具有以下特点：绝缘介质主要是环氧树脂，为不燃和耐燃自熄物质，可阻燃、防爆；实现了无油化、免维护。相比油浸式電压互感器，浇注式电压互感器对制作工艺的要求更高。电压互感器在浇注过程中，如果绝缘介质内部产生气泡或存在导电杂质，就会大大降低互感器的绝缘强度。另外，如果电压互感器铁心叠片和绕制工艺不规范的话，就会造成绝缘介质长期处于高温下运行，从而导致绝缘加速老化，造成互感器击穿或烧毁。
2、绝缘类型
电压互感器按运行时承受的电压不同，可分为半绝缘电压互感器和全绝缘电压互感器。半绝缘电压互感器运行中只承受相电压，不适合在中性点不接地的配电网中运行，而全绝缘电压互感器则可以承受线电压。首先，在接线方面，两者有明显的不同：半绝缘电压互感器必须高压侧中性点直接接地运行；全绝缘电压互感器可以高压侧中性点直接接地运行，也可以间接（接电阻等）接地运行，还可以绕组V形接线中性点不接地运行。其次，两者承受的单相接地时的电压不同：半绝缘电压互感器在系统发生单相接地时，需要承受线电压的冲击，长期运行将造成绝缘击穿故障；而全绝缘电压互感器在系统发生单相接地时，完全可以承受额定线电压。可见，在35kV及以下中性点不接地或经消弧线圈接地的配电网中不宜采用半绝缘电压互感器。由于表1中的浇注式电压互感器型号均为JDZX型，而非JDZJ型（即用于接地保护的），所以一旦发生单相接地故障，这些互感器就会炸裂。
3、系统过电压
过电压按其产生原因可分为工频过电压、雷电过电压、操作过电压和谐振过电压等。根据这几种过电压的特点，结合浇注式电压互感器烧毁时的具体环境分析，大部分互感器存在谐振过电压现象。
三、35kV及以下电压互感器熔丝熔断原因分析
1、铁磁谐振过电压可引起电压互感器一次侧熔丝熔断
正常运行时，非线性元件电感其伏安特性曲线在铁芯未饱和时是直线，电感值保持不变，而当系统产生某些波动（常见有雷击、系统发生接地等）时，电压互感器自身运行状态发生改变，导致相电压增高，此时三相铁心出现不同程度的饱和，致使电感值不断下降便出现铁磁谐振。对于运行中的系统，常见产生铁磁谐振的原因有：单相接地、单相弧光接地、电压互感器突然合闸时绕组内产生巨大涌流等。导致电压互感器熔丝熔断。
2、低频饱和电流可引起电压互感器一次熔丝熔断
电网间歇弧光接地，中性电压互感器一次绕组形成电回路，这种释放过程由于电压互感器相电抗的存在呈现振荡衰减状态。系统对地电容越大，振荡频率越低，形成低频饱和电流。频率在2～5Hz。
3、电压互感器故障，一、二次绝缘降低或消谐器绝缘下降可引起熔丝熔断
电压互感器内部线圈短路接地、螺丝松动、导线受潮、绝缘损坏致过热等；套管或外绝缘破损放电，或有火花放电、拉弧现象都可以引起一次熔丝熔断，对于设备自身的缺陷，做好设备运行的维护检查即可。
4、二次保险容量选择过大，当二次系统发生故障或负荷过重，二次起不到保护作用，造成电压互感器一次保险熔断。可以通这合理选择电压互感器容量及一、二次保险容量解决。
5、电压互感器一次保险质量问题也可引起PT一次保险的频繁熔断，需严把设备质量关
6、电压互感器安装地点振动可引起一次熔丝熔断对于填料式高压熔断器来说振动常会引起熔断器的熔断，但却是很容量被忽视掉的因素，PT一次保险熔断有如下特点时可以考虑振动引起熔断：
电压互感器工作现场振动较大；每次PT一次保险熔断，更换新保险后一切正常，但又经常发生熔断；运行中检查各接触面无变色、无异常，远红外测温并无温升；有时固定一相保险熔断，有时熔断无规律性，例如有时B相熔断，有时A相熔断，或者有时还C相熔断，无规律性的保险熔断，我们往往会首先考虑铁磁谐振，但PT工作现场若振动，最大的可能性是振动导致；运行一段时间后保险电阻值变小，检查熔断的一次保险熔丝发现并不像短路烧断，没有熔丝的熔化现象，螺旋保险丝堆积在保险下侧； 我廠主变35KV侧电压互感器就曾经出现过振动引起的PT一次保险频繁熔断现象。主变35KV侧PT安装在发电机正下方，发电机在8米，此PT在4.5米，两组发电机PT在0米。最初的故障现象就是主变低压侧PT一次三相保险无规律频繁熔断，但发电机端0米两组PT却未发生保险熔断现象，因而排除了PT谐振，怀疑过PT故障但每次更换熔断器后又能正常运行一段时间，怀疑过PT二次保险之前的电缆有瞬间故障，主变检修期间发现主变35KV侧PT相连的母线的支座有松动进行了加固，并更换了PT二次保险之前的电缆，PT再次投入运行时发电机未运行，未再出现PT一次保险熔断事故，但随着发电机并网运行PT一次保险再次熔断，此时熔断相固定为C相，仔细检查发现C相的一次保险座振动要比其它相略大一些，于是试着在墙体外侧加固熔断器底座，加固后观察振动幅值没有太大变化，但振动频率比之前小一些，从此后主变35KV侧PT一次保险再频繁熔断过，分析一次保险频繁熔断的原因应该是共振。
四、一次保险熔断的处理
1、先根据现象判断哪相保险熔断，测量二次电压进行确认；
2、退出备自投保护，主变电压保护，防止误动作。
3、断开电压互感器的二次保险，拉开隔离开关将电压互感器隔离。
4、更换保险时注意与带电设备的安全距离。
5、如果更换过的保险，一送电又发生熔断，不能再进行更换，要先查明故障原因；若保险熔断的频率较高也一定要查明原因。
结束语
很多情况下高压熔断器熔断是谐振过电压引起，低频对互感器线圈设备造成影响，使母线上的其它薄弱环节的绝缘击穿，造成短路事故。因而PT一次保险熔断必须引起足够的重视；另外一旦发生电压互感器损坏等一次设备原因造成的高压保险熔断现象，要在确认PT无异常的情况下才可以直接拉刀闸，若检查PT外观有异常情况熔断器未全部熔断的不允许直接拉刀闸，要通过拉母线断路器的方法给PT停电，以免对人员造成伤害；同时PT一次保险的熔断也会降低供电可靠性和少计电量，直接造成电量损失或计量不准确；同时保护电压的消失容易造成保护装置和安全自动装置的误动作，将严重危及供电设备的安全运行。因而PT一次保险熔断是不容忽视的问题，应引起足够的重视。
参考文献：
[1]李琼林.两起35kV侧CVT熔断器熔断故障原因探析及解决措施[J].电力自动化设备，2012（1）.
[2]赵海林.35kV及以下电压互感器熔丝熔断原因分析及对[J].江苏电机工程，2011.（9）..
[3]翁良杰.35kV母线CVT高压侧熔断器频繁熔断故障分析[N]，安徽电气工程职业技术学院学报，2012（3）.