220kV电容式电压互感器间隙放电故障分析 电容式电压互感器原理图
摘 要:介绍了电容式电压互感器的电气结构；概括了变电站运行中电容式电压互感器由于二次侧电压降低而发生的故障；对现场的故障进行了分析，根据二次引线直阻测量、分压电容介质损耗及电容量测量油色谱分析试验结果，给出了故障处理建议。
关键词：电容式电压互感器；二次电压降低；故障分析；电气试验
中图分类号：TM451.2 文献标识码：B
引言
容式电压互感器由电容分压器和中间电压电磁单元组成，可兼顾电压互感器和电力线路载波耦合装置中的耦合电容器两种设备的功能，同时在实际应用中又能可靠阻尼铁磁谐振和具备优良的瞬变响应特性等；故近几年在电力系统中得到广泛应用，不仅在变电站线路出口上使用，而且大量应用在母线和变压器出口上代替电磁式电压互感器[1～3]。
由于受设计制造经验、工艺水平和原材料等多种因素的限制，运行中电容部分故障发生率较高，中间电压电磁单元还经常出现中压端限压避雷器击穿、电容分压器中压端与电磁单元的连线过长等故障。本文通过对一只220kVCVT在运行中二次电压降低后，在现场对故障进行分析检查、试验和故障判断的介绍，给出现场遇到CVT类似故障的分析处理方法。
1、电容式电压互感器的电气结构
该电容式电压互感器型号为 ，结构原理如图1所示（其中C1为C11串C12）。
图1 220kV CVT结构原理图
该电容式电压互感器由2节瓷套外壳的电容分压器和安装在下部油箱的电磁单元两部分构成，其中C11安装在第1节瓷套内，C12和分压电容C2共装在第2节瓷套内；其电容量分别为：C11串 C12的电容量为11.89nF、C2的电容量为69.42nF，油箱电磁单元中变压器的一次端在第2节瓷套内，连接在C12和C2之间，4个二次绕组的接线端子1a1n，2a2n，3a3n，dadn，通过接线盒引出，N端在出线盒接地。
2故障介绍
2005年11月5日，内蒙古超高压500kV某变电站日常巡视中发现220kVI#母线电容式电压互感器A相二次侧电压低于正常值，且保护发出“PT断线”信号。
在运行状态下，电气试验人员对二次电压线圈输出电压进行测量，测量结果与正常值如表1所示，现场检查电容式电压互感器外观正常也无异音现象。
表1 二次电压线圈输出电压测量值与正常值
测量值（V） 53.6 55.3 56.2
正常值（V） 57.7 57.7 57.7
根据相电容式电压互感器工作原理，二次电压的大小与中间变压器的变比和分压电容的电容大小有关，二次电压仅是降低并未完全失压故不可能是电磁单元变压器一次引线断线或接地、分压电容器C2短路等故障，综上所述对故障原因进行初步判断：
（1）电磁单元变压器二次引线部分匝间短路；
（2）电容分压器C11，C12电容变小；
（3）分压电容器C2电容变大。
3电气试验检查及结果
3.1 二次侧引线直流电阻测量
对该电容式电压互感器二次侧引线直流电阻进行测量。现场环境温度1℃，相对湿度RH22%，测量结果如表2所示。从表2中可以看出，二次侧引线不存在短路问题。
3.2 分压电容介质损耗及电容量测量
对该相电容式电压互感器的C11与C12串C２分别采用正接线方法测量电容介质损耗及电容量测量，对C２采取自激励方法测量电容介质损耗及电容量测量。现场环境温度1℃，相对湿度
通过对测试结果分析判断，发现Ａ相C２电容量比Ｂ、Ｃ两相C２电容量均大，初步判断C２电容损坏。
3.3 油色谱分析
提取该电容式电压互感器油色谱分析，取油样现场环境温度1℃，相对湿度RH22%，测量结果如表6所示。
表6电容式电压互感器油色谱分析结果
组分 C2H2 H2
含量（uL/L） 14.75 152
通过对测试结果分析判断，该电容式电压互感器发生了间隙放电。
4试验结果的分析判断
根据试验的测量结果进行分析判断，此次故障确定是由于中间变压器一次侧尾端N引出端子发生松动，导致中间变压器一次尾端对地存在悬浮电位，产生了间隙放电，导致C2电容击穿而引发故障。返厂解体后印证了分析结果，经过处理后C2的电容量69.47nＦ、介质损耗值0.039%，测量结果正常。
5 结束语
随着电容式电压互感器在电力系统中的广泛应用，在一次设备中发生故障率较高，其中电容部分故障发生率为多。对以上此类二次电压降低故障， 测试时C２采取自激励方法测量，建议加强中间电压电磁单元绝缘检测，以减少故障发生率。
参考文献
[1] GB/T4703-1984《电容式电压互感器》［S］．
[2] 盛国钊等．1995-1999年电容式电压互感器的运行及故障情况分析［J］．电力设备，2001，（2）
[3] 华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》［S］．
作者简介：
王少军（1972-），男，内蒙古包头人，工程师，研究方向为电力系统及其自动化。