朱建勛

【摘 要】 在電力系統(tǒng)中，電容式電壓互感器是具有獨(dú)特性能和結(jié)構(gòu)的電器設(shè)備，在電力載波線路、母線和變壓器出口等方面得到了廣泛應(yīng)用。由于受各種因素的影響，電容式電壓互感器在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種故障問題，嚴(yán)重影響電容式電壓互感器的使用效率和使用壽命。本文就電容式電壓互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行概述，對(duì)電容式電壓互感器的故障問題進(jìn)行分析，提出電容式電壓互感器故障的預(yù)防措施，以促進(jìn)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】 電容式電壓互感器 故障問題 預(yù)防措施

1 電容室電壓互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理概述

根據(jù)電容式電壓互感器的結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要由電磁單元和電容單元兩個(gè)部分組成，以及部分輔助裝置，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。其中，電磁單元主要包括補(bǔ)償電抗器、中間變壓器和阻尼器等部分，在油浸式電容式電壓互感器中，一般在密封油箱里進(jìn)行安裝。電容單元主要包括主電容C1和分壓電容C2兩個(gè)部分，同時(shí)很多電容元件通過(guò)串聯(lián)的方式可以組成主電容和分壓電容，如500千伏的電容式電壓互感器中有超過(guò)百個(gè)電容元件，一般在瓷套內(nèi)安裝主電容C1和分壓電容C2。根據(jù)不同規(guī)格等級(jí)來(lái)區(qū)分電容式電壓互感器，110千伏的設(shè)備中有一個(gè)瓷套、220千伏的設(shè)備中有兩個(gè)瓷套、550千伏的設(shè)備中有3個(gè)瓷套。

在實(shí)際運(yùn)行中，電容式電壓互感器的工作原理是：采用電容分壓的方式，在一次電壓進(jìn)行電容單元時(shí)進(jìn)行降壓，通過(guò)中間變壓器進(jìn)行電壓輸入，因此，要合理的降低中間變壓器的絕緣性能。在中間變壓器完成降壓后，電壓可用于機(jī)電保護(hù)、電能計(jì)量等裝置中，同時(shí)，電抗器對(duì)整個(gè)回路的電抗進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)抵消電容器容抗的方式，盡可能的減低二次負(fù)荷變化給電容或電壓互感器帶來(lái)的影響。在電容式電壓互感器中，阻尼器主要是用于消除諧振能量，以降低電容式電壓互感器自身鐵磁諧振嗲了的影響；避雷器主要是用于避免分壓電容給電磁單元帶來(lái)的影響。由此可見，電容式電壓互感器的工作原理主要包括中間變壓器降壓、電容器分壓、電抗補(bǔ)償和阻尼器保護(hù)四個(gè)部分。

2 電容式電壓互感器的故障問題分析

根據(jù)相關(guān)研究分析發(fā)現(xiàn)，電容式電壓互感器的故障問題主要有如下幾種：一是，電容單元部分的故障問題；二是，電磁單元部分的故障問題；三是，保護(hù)避雷器的故障問題；四是，二次回路的故障問題；五是，絕緣部分的故障問題；六是，鐵磁諧振故障問題；七是，其他方面的故障問題。

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，電容單元部分的故障問題產(chǎn)生的原因主要包括電容式電壓互感器自身質(zhì)量問題、過(guò)電壓?jiǎn)栴}、接地不良問題和密封不到位等四個(gè)方面，致使電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全受到威脅。電磁單元部分的故障問題產(chǎn)生的原因主要包括中間變壓器方面、阻尼器方面和補(bǔ)償電抗器方面三個(gè)部分，其中，中間變壓器方面的原因有設(shè)備質(zhì)量不合格、運(yùn)輸過(guò)程保護(hù)不到位與密封不到位等問題，使電容式電壓互感器的使用壽命不斷縮減。阻尼器方面主要是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用出現(xiàn)的可飽和電抗老化、特性變差、鐵心氣隙發(fā)生變換出現(xiàn)的串聯(lián)電阻長(zhǎng)時(shí)間電流量過(guò)量較大問題，從而引起的電功率消耗過(guò)多、二次和輔助二次電壓較小、油箱溫帶上升導(dǎo)致的絕緣油裂解與底座過(guò)熱等問題，最終出現(xiàn)油箱爆炸等安全事故。補(bǔ)償電抗器方面是指補(bǔ)償電流器出現(xiàn)問題導(dǎo)致的計(jì)量裝置顯示不準(zhǔn)確問題，從而出現(xiàn)保護(hù)裝置誤動(dòng)情況。保護(hù)避雷器的故障問題主要是指避雷器的質(zhì)量問題造成的被擊穿問題和保護(hù)避雷器的氧化鋅閥片因過(guò)電壓作用等出現(xiàn)被擊穿問題，最終使中間變壓器高壓側(cè)出現(xiàn)短路接地和二次側(cè)輸出電壓為零等情況。二次回路的故障問題主要指的是二次回路出現(xiàn)短路的情況，致使保護(hù)電阻、油箱發(fā)熱，甚至出現(xiàn)二次絕緣性受損變黑情況，最終出現(xiàn)安全事故。絕緣部分的故障問題主要是絕緣部件老化造成絕緣性能降低；制造工藝與運(yùn)輸及運(yùn)行過(guò)程等方面受到影響，致使中間變壓器等元件出現(xiàn)絕緣水平降低情況；密封材料在老化情況下出現(xiàn)滲油情況引起的絕緣油受潮問題，最終影響電容式電壓互感器絕緣部分的運(yùn)行效果。鐵磁諧振故障問題指的是中間變壓器在線路一側(cè)合閘、二次側(cè)短路和消失的過(guò)程出現(xiàn)的鐵心飽和情況，從而產(chǎn)生鐵磁諧振引起的二次保護(hù)誤動(dòng)情況。在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)，使設(shè)備出現(xiàn)溫度急速上升情況，最終出現(xiàn)絕緣老化和損壞現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)事故發(fā)生。其他方面的故障問題主要是指產(chǎn)品質(zhì)量問題、工作人員素質(zhì)責(zé)任心問題和現(xiàn)場(chǎng)接線與安裝存在的問題，致使電力系統(tǒng)正常運(yùn)行受到極大影響。

3 電容式電壓互感器故障的預(yù)防措施

根據(jù)實(shí)踐情況來(lái)看，針對(duì)上述問題應(yīng)采取的預(yù)防措施主要有如下幾個(gè)方面：一是，不斷加強(qiáng)管理；二是，提高技術(shù)水平。在加強(qiáng)管理方面，需要注意如下內(nèi)容：在設(shè)備采購(gòu)的過(guò)程中，注重質(zhì)量、規(guī)格、生產(chǎn)流程的檢驗(yàn)，確保設(shè)備運(yùn)輸過(guò)程的良好保護(hù)；對(duì)試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范，完善相關(guān)管理制度和獎(jiǎng)懲制度，以提高容式電壓互感器運(yùn)行過(guò)程的安全性，避免安全事故發(fā)生；提高相關(guān)工作人員對(duì)容式電壓互感器應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，注重容式電壓互感器運(yùn)行過(guò)程的監(jiān)測(cè)，避免個(gè)人行為引起故障問題；注重相關(guān)設(shè)備的元件的維修、保養(yǎng)和檢修，確保容式電壓互感器始終處于良好運(yùn)行狀態(tài)，以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的安全性和可靠性。在技術(shù)水平方面：注重先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)的引進(jìn)和使用，以有效監(jiān)控設(shè)備的發(fā)熱情況和各種故障問題；引進(jìn)先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備，及時(shí)對(duì)容式電壓互感器出現(xiàn)故障問題進(jìn)行維修，以保證容式電壓互感器的良好運(yùn)行；采用現(xiàn)代高科技技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)容式電壓互感器，以避免鐵磁諧振情況出現(xiàn)，促進(jìn)容式電壓互感器檢測(cè)系統(tǒng)的信息化、智能化發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，針對(duì)電容式電壓互感器受到原材料、制造工藝和過(guò)電壓等因素的影響出現(xiàn)的各種故障問題，采取有效預(yù)防措施，可以有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，對(duì)于提高電力輸送過(guò)程的可靠性具有重要意義。

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