分析35kV电磁式电压互感器高压熔断器频繁熔断原因

曾艳方,袁良,李鹏杰

云南电网有限责任公司红河供电局;云南 蒙自 661100

摘要：35kv 或以下的电网，高压互感器通常通过绝缘刀闸和高压熔断连接到母线上。高压熔断在高压互感器内部出现故障或与系统联接线路短路时会熔断。针对某变电站35 KV电压互感器的高压熔断器频繁发生熔断的原因，提出了相应的解决办法和预防措施，为以后同类故障的分析和处理提供了依据。

关键词：电压互感器；熔断器；35kV

电压互感器（PT）是一种必不可少的电力设备，其主要功能是将一次回路高压转换为100 V以下的标准次级电压。在35kv 及以下的电网中，高压互感器通常通过绝缘刀闸和高压熔断接入母线，在高压互感器内部或与系统联接线路发生短路时，采用高压熔断进行熔断，断开或使高压互感器与故障电源相分离，减小了故障的范围，保障了装置的安全。在实际操作中，高压互感器的高压熔断器熔断故障是经常出现的，一般在更换之后，系统就会恢复到原来的状态，但由于没有引起足够的重视，从而对其进行了深入的分析，并对其进行了相应的处理，导致了以后还会出现熔断故障，甚至是频繁的熔断，从而影响到整个系统的安全和稳定。

1.频繁发生熔断的原因分析

1.1高压保险运用不当

如果设备的高压安全措施有问题，极易导致频繁发生故障。不合理的保险容量选择，未满足相关规范，或存在熔断交流过小等情况，都会导致出现较高的熔丝故障。所以，选择和使用高压保险，正确的容量，合理的电流分配，都是非常重要的。

1.2闭合过压

在对熔断问题进行处理后，熔断在更换后仍有可能发生重新熔断的情况，这种情况主要是由于三相合闸不同步所致。三相合闸时，三相合闸不同步，三相电压瞬间不平衡，三相合闸时，三相之间的电感耦合和互感效应，会引起三相合闸，从而产生高幅度的电压，从而引起熔丝熔断。

1.3铁磁谐振

电网是一种非常复杂的电网，其中电感器和电容器的大量存在，特别是接地系统中经常会产生铁磁性共振，从而对设备的安全运行造成威胁。在简单的 R、 C、铁铁芯电感 L电路中，假定在正常工作情况下，其初始感抗大于容抗，也就是ω L>(1/ω C)，这时不存在线性共振，环仍处于稳定的状态。但是，如果供电电压增加，或者感应线圈中产生涌流，则会导致铁心的饱和，从而降低感抗，而当ω L=(1/ω C）时，则达到了串联共振条件，在电感器和电容器上就会产生一个过压，环路的相位和幅度会突然变化，从而产生磁场共振，共振状态一旦产生，共振状态就会“自保持”，并持续很长一段时间而不会衰减，除非受到新的扰动，否则共振条件会发生变化[1]。发生铁磁性共振的条件包括：突然投入高压互感器，线路发生单相接地，系统运行方式的突然变化或电力装置的投切，系统负荷的剧烈波动，电网频率的波动，负荷的不平衡变化，系统在特定的运行状态下的参数匹配或者系统的干扰。

2熔断预防、处理方式方法

2.1零序互感器的设定

在对由电压交互感抗降低和谐波共振引起的熔断状态进行处理时，可以通过合理地设定高零序阻零序高压互感器来避免这种情况。在实现高压互感器的安装时，必须将高压互感器与原来的高压互感器组相连接，并将高压互感器置于高电压端的中线位置。如果在运行的时候，发生了一次接地故障，那么零序电压就会直接升高高压互感器的电压，从而引起高压互感器的响应电压，从而有效的削弱高压互感器的电压，零序高压互感器将会负责中性点的负载，从而达到降低高压互感器所需要的电压的目的。在这种情况下，铁心很难进入到饱和区域，从而避免了共振。

2.2优化熔断器

通过分析，得出了由非线性电感所引起的铁磁共振，必须要在受到外部激励的情况下，才能使其进入饱和状态，从而导致熔断。在解决这个问题的时候，可以通过调整和改进装置的熔断特性，确保过电压不会进入饱和状态，从而解决由共振引起的熔断问题。同时，当生产过程中，由于生产过程中的工艺缺陷，熔丝性能不好，会导致系统在多次的碰撞中，产生抗干扰能力的大幅降低，从而导致不同的产品发生熔断故障的几率不同。因此，在进行产品开发过程中，要不断总结经验，借鉴国内外先进技术，不断提高设备的设计和生产水平，保证设备的性能得到有效的改进。另外，在选择时，在满足经济和其它方面的需求时，要选择具有优良性能的产品，以减少从根源上出现熔断问题的可能性。

2.3安装消谐器

在进行消谐器的安装时，要注意的是，由于谐波的程度不同，高压互感器铁心必须处于饱和状态，必须进行谐波试验，以确定谐波值是否达到标准，从而对不合格的谐波进行及时的处理。如果检测到的谐波值超出了允许的范围，那么就必须对高压互感器进行相应的调整，以消除谐波。为了确保谐波损耗问题不会对整个电网造成影响，可以采取在母线上合理布置消谐器的方法来进行谐波影响的控制。在进行铁磁共振的处理时，可以对电容器的电流进行适当的调整，从而实现对电容器的谐振进行有效的控制。同时，若装置一次绕组中的中性点采用单相感应方式，则会直接提高内部电阻，当系统失效后，单相零序电压将会降低，从而使高压互感器的电磁电压不会饱和，从而有效地抑制铁磁共振。

2.4采用具有良好励磁性能的电压互感器

在选择电压互感器时，应尽可能选用具有良好励磁性能的电压互感器。电压互感器应具有良好的伏安性能，例如，电压互感器初始饱和电压为1.5 Ue时，电压互感器在普通过电压时也不会进入饱和区，因此很难形成参数匹配引起的共振[2]。很明显，如果电压互感器具有良好的伏安性能，那么在普通的过电压情况下，电压互感器就有可能不会深入到饱和区，使其难以组成参数匹配，从而产生共振。当电压互感器的励磁性能较好时，电压互感器谐振所需的电容参量也较小，虽然可以减少出现共振的几率，但当出现过电压过流时，会使其更大。

2.5强化熔断电流

对熔丝的特性进行了分析，发现其具有较强的分散性，并且易发生氧化、老化等问题，因此，在实际应用中，熔丝电流会比理论上的规定电流更低。为了有效地解决这个问题，必须采取适当的提高熔断电流的数值，以确保电流能够满足实际的使用需求，从而为提高装置的高质量运行打下了坚实的基础。另外，必须对其余线圈的开路电压进行控制，确保其电压能够被提高到一个合理的区间，从而使熔丝的影响降到最小。

2.6其它

更换高压熔断的端盖密封圈，并用防水密封胶将其紧固在密封圈的位置，以避免密封圈在安装过程中脱落或不正确，从而影响密封的密封性能。更换高压熔断压紧弹簧，在组装过程中仔细调节弹簧和焊管的位置，使它们处于同一轴。严格执行《电力设备预防性试验规程》的规定，对高压互感器进行检测、测试，以确保设备的正常、稳定、可靠地工作。

3.结束语

在使用过程中，高压熔断器熔断是一种常见的故障。现有的研究大多将电压互感器的高压熔断器熔断归结为铁磁谐振、弧光接地过电压、低频饱和电流、高压互感器内部故障、二次线路连接等。实际上，高压互感器的高压熔断因其熔融极细而极易产生电晕效应，在某些特殊的环境中也会发生电晕放电。另外，随着使用年限的延长，高压熔断的接线端盖密封会逐步老化，易渗入灰尘、水蒸气，使导体区的接触面电阻增大或发生电晕放电，从而影响到设备的正常工作。所以，在进行高压互感器的维护和测试时，必须把高压熔断的密封性作为主要的检测内容。

参考文献：

[1]黄炜,匡华,阳家书,郑伟,李建斌,殷关辉,常永要,杨睿.35 kV电磁式电压互感器高压熔断器熔断分析[J].云南电力技术,2018,46(03):109+113.

[2]栾聪.35kV电磁式电压互感器高压熔断器频繁熔断原因分析[J].科技视界,2017(28):111+115.