220kV電容式電壓互感器油箱過熱故障分析

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2002-09-02T17:30，在試驗人員對某一220kV變電站進行紅外接點測溫例行檢測時，發現220kV線路側1臺電容式電壓互感器底座油箱嚴重過熱，已超過100℃，當時環境溫度為23℃。為查明原因，及時將其退出運行，進行檢查，發現從底座油箱過熱到退出運行的20min內，底座油箱溫度又上升了20℃。

　　1 試驗分析

　　9月3日，在試驗室對此電容式電壓互感器進行了解體試驗。通過對高壓試驗數據的分析，未見該設備主要元件C1、C2、電磁式變壓器一次繞組（見圖1）等部分有異常；通過對油化色譜試驗數據的分析，確認其內部存在嚴重過熱故障。

　　圖1 電容式電壓互感器原理接線

　　為進一步查明產生的高溫原因，進行解體檢查。發現電磁式電壓互感器二次阻尼繞阻絲的電木板表面因過熱而嚴重碳化。通過對阻尼器（見圖2）的進一步檢查，發現其并聯電容已擊穿短路。正常運行時，因阻尼器中的電容與電感產生并聯諧振，阻尼器呈高阻狀態，相當于開路，流經電阻的電流為幾毫安，發熱功率為1mW。當阻尼器中的電容擊穿短路時，輔助繞組（見圖1）上的100V電壓全部加在其電阻元件上（電阻值為9Ω），流經該電阻的電流為11.11A，發熱功率為1.11kW，從而使底部油箱中的油溫急劇上升。絕緣油在高溫下裂解，產生的大量氣體有可能引起油箱爆炸。另一方面，由于高溫引起主絕緣破壞，造成內部高壓繞組擊穿放電，引起保護失壓發生誤判斷，造成系統解列事故。

　　2 結論

（1）故障主要是由于低壓電容被擊穿，造成短路而引起的。

（2）常規的高壓試驗方法難以有效地發現此類故障，而值班員在正常巡視檢查時，依

靠聽、看等途徑也難以發現此類故障。目前各變電站配備的紅外測溫儀器主要是點溫儀，著重檢查設備接點是否存在過熱，對于電容式電壓互感器等小充油量設備，由于其安裝位置偏高，值班員在正常巡視檢查時無法發現其油箱溫度的變化。因為任何絕緣擊穿性事故的前期都伴隨著熱的產生和發展過程，因此采用紅外測溫熱成像儀能及時有效地發現設備過熱性故障和潛伏性故障，有助于在設備故障早期發現異常。