CVT电容分压器末端放电故障案例分析

作者： 国自电气 时间：2024-06-20 09:24:08 阅读：25

电容式电压互感器（CVT)具有绝缘裕度大、抗谐振强度高等优点，在电力系统中得到广泛运用，维护其正常运行是保障电力系统可靠性的必要条件之一。CVT是由电容分压器和电磁单元组成，由于结构相对复杂，在运行过程中会出现各种各样的问题，其中以CVT本体发生异常放电并导致漏油的故障较为突出。本文通过对一台110kVCVT电容分压器末端发生放电并导致漏油的产品进行解体分析和试验验证，得出了故障原因，并提出了改善措施。该产品在现场运行时电容分压器末端没有接地，导致其对二次端子板放电并产生裂纹，造成电磁单元漏油的故障。本文从设计原理出发，对产品放电原因逐项排除，通过解体分析结合试验方法进行试验验证，从设计角度进行了产品的工艺设计改良。

1，产品设计原理

CVT是一种由电容分压器和电磁单元组成的电压互感器，其中电磁单元主要由中间变压器、补偿电抗器、阻尼器、避雷器等部分组成CVT是利用串联电容分压，当施加电压于C1和C2组成的电容分压器时，其可视为一个两端口网络，输人端为高压端和地端，输出端为中压端和地端，根据戴维南定理，中压端电压可以用一个等值电压来表示。

CVT电容分压器可兼作耦合电容器供高频载波通信用，作载波通讯时电容分压器末端N需经结合滤波器接地，不作载波通讯运行时N端必须直接接地。由于现如今信息传输十分发达，目前国内已经很少采用借助输电线路载波通讯这种方式来传输信息了，所以通常CVT电容分压器末端N端子与电磁单元中间变压器末端E端子要在产品二次端子盒内通过铜短接片短接后直接接地。

2，故障情况描述

该110kVCVT产品在送电运行后经巡视发现电磁单元部分有放电声，二次侧电压监测值无明显异常，电磁单元二次端子盒内漏油，停电后打开二次盒门发现二次端子板有严重的放电灼烧的痕迹且二次端子板存在裂纹，接线端子N和E之间未发现连接用短接片，产品不能正常运行，客户紧急调换该产品后，对故障产品进行解体分析。

3，可能的故障原因及判断方法

3.1 电磁单元部分

1）首先需进行电磁单元中间变压器的空载试验，判断是否存在二次匝间短路导致电流急速升高造成端子板被烧坏。

2）其次怀疑产品本体发生铁磁谐振且未能阻住，导致现场电磁单元有放电声。需对产品进行铁磁谐振试验，通过二次短路后突然消除短路的方式来激发产品自身铁磁谐振，验证阻尼器能否可以在规定时间内阻断铁磁谐振。如果阻尼器损坏，那么持续的谐振过电压和过电流亦有可能损伤电磁单元各零部件，导致二次端子板损坏漏油。

3.2 电容分压器

1)110kVCVT电容分压器的出厂主要设计参数如表1所示，通过产品参数可以看出，高压部分C1由66个电容元件组成，中压部分C2由17个电容器元件组成，击穿一个C1高压元件，C1电容量变化量为1/66=1.5%，当C1一个或多个元件击穿时其电容值将会变大，假设C1在某种过电压下一定时间内损坏50%，则C电容值将变成约为额定值的两倍，输出电压将会明显升高，造成电磁单元过热，二次端子板有可能被烧坏并漏油。

2)如果电容分压器不作载波通讯运行时，电容分压器末端N必须可靠接地，如果N端子没有接地，此时在N端与地之间相当于串入一个电容量较小的电容C，其电容值或将远小于产品总电容值，显然，当电容分压器N端与地一旦开路，假设C3（N端对地电容,pF）电容值足够小，其对地将产生一个高悬浮电压，造成N端对地放电，使二次端子板在高温电弧下烧坏，导致电磁单元漏油，进而威胁到整台互感器的安全。