摘要：电压互感器（PT）作为变电站中保护和（hé）计量的（de）主要设备，在运行中起着至关重（chóng）要的作用（yòng）。其电压互感器（qì）高压（yā）熔断（duàn）器频繁熔（róng）断不仅造成了（le）经济损失，而且也影响正常的保护和（hé）计量工作，成为电网安全运行的隐患。先介绍电压互感器的作用、概述电压互感器熔断（duàn）器熔断的常见原因，然后结合变电站现场发生的（de）PT熔断器熔断现（xiàn）象，通过（guò）理论分析，对变电站PT熔断器熔断现（xiàn）象的根（gēn）本原因做出解释，为今后（hòu）可能出现的类似问题提供参考和（hé）借鉴。
关键词：电压互感器；铁磁谐振；高（gāo）压熔断器熔断；电压互感器高压熔断器频繁熔断
前言，在10kV配电线路（lù）中，时常会出现电压互感（gǎn）器一次测熔丝频繁熔断的故障，本文通过对此类现象的观察与研究（jiū），了解了为何会频繁的出现（xiàn）熔断现象并（bìng）对此展开了一（yī）系列（liè）的分析，从（cóng）而了解了如何才能（néng）针对此现象发生的原因采取（qǔ）相（xiàng）对应的改善措施。
运（yùn）行中的电压互感器发生一相（xiàng）熔丝熔断后，电压表的数值与二次回（huí）路中负载有关，因为二（èr）次电压可（kě）接电压表，电（diàn）度表及继（jì）电器的电（diàn）压线圈构成回（huí）路，概括地定性为：当一相（xiàng）熔丝熔断后，与熔断相有关的相电压（yā）表、线电压表（biǎo）指示均有不同程度的降低，与熔断相（xiàng）无关的相电压表和线电压（yā）表指示正常。
在10kV配电线路中(中（zhōng）性点不接地系统中，带有绝缘监察的五柱电压互感（gǎn）器（qì），当高压侧发生一（yī）相熔丝熔断时(在高低（dī）压（yā）绕组（zǔ）中性点接地情况下)，由于未熔断两相的相位差120°，合成结果出现零序电压，在铁芯中产生零序磁通，在二次（cì）辅绕组开（kāi）口三角两端间出（chū）现25v(左右的零序电压，电压继电器可能动作(电压（yā）继电器整定值为25-40v)发出接地报警信号（hào）。另外，当电压（yā）互感器一次侧一相熔丝熔断后，由于熔断相与非熔断相的磁路相（xiàng）通，非熔断两相的合成磁通通过熔断（duàn）相的铁芯（xīn）和边柱构成磁路，结果熔断相的二次绕组中（zhōng），感应出电动势(通常为0~60%的相电压)，故二（èr）次侧电压（yā）表指（zhǐ）示不为零。
1、电压互感器熔丝熔断现象：
1、电压互感器三相熔丝熔断
1)中（zhōng）央信号屏光字牌显示PT断相;
2)电（diàn）压表相（xiàng）电压、线电压无指示;
3)有关电力表、电能表（biǎo）停止运行。
2、电压互感器二相熔丝熔断
1)中央信号屏光字牌显（xiǎn）示PT断相（xiàng）;
2)线电压表无指示，相（xiàng）电压表只有非熔断相指示相电压，熔（róng）断两相相电（diàn）压表无指示;
3)有关电力表、电能表停止运行（háng）。
3、电压互感器一相熔丝熔断
1)中央信号屏光字牌显示.PT断相;
2)相电压（yā）表指示：熔断相电压降低大（dà）于0;非熔断两相相电压正常;线（xiàn）电压表与熔断相（xiàng）有关的线电压（yā）降低，无关相线电压正常;
3)有关电力表指示降低（dī），电（diàn）能表转速降低;
4)电压继电器可能动作，发出接地报警信号（hào）。
一、电压互感器作用
1、把（bǎ）一（yī）次回路的高电压（yā）按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，监视母线电压及电力设备运行状况，并提供测量仪表、继电保护及自动装置（zhì）所自（zì）动装置所需要电（diàn）压量，保证系统正常运行。
2、可以将一次侧的高电压与二次侧工作的电气工作人员隔离,且二次侧可设接（jiē）地点,确保二次设备和人身安全。
3、使二次回（huí）路可采（cǎi）用低电压（yā）控（kòng）制电缆,且使屏内布线简（jiǎn）单,安（ān）装、调试（shì）、维护方便,可实现远方控制和测量。
二、电压互感器（qì）损坏及高压熔断器熔断的危害
1、对变电设备的危害:一（yī）般情况下,系（xì）统中最常发生的异常运行现象是谐振过电压。虽然谐振过电压幅值不高,但可长期存（cún）在。尤其是低频谐（xié）波对电压互感（gǎn）器线圈设备影响的同时可能会危及变电其它设备的绝缘,严（yán）重的可使母线上的其它薄弱（ruò）环节的绝缘（yuán）击（jī）穿,造成（chéng）严重的短路事故甚至大面（miàn）积停电事故。
2、对运行方式的危害（hài）:出现电压互感器烧坏及高压熔断器熔断（duàn）现象（xiàng）后,如不能马上（shàng）修复,将导致母线不能分段（duàn）运行。
3、对人（rén）员（yuán）的（de）危害:一（yī）旦发生电压互感器损坏或高压熔断器熔断现象（xiàng）,将会给运行人员巡视设备时造成人身伤害。
4、）降低供电可靠性和少计电量（liàng）:若电压互感器损（sǔn）坏（huài）或高压熔断器熔断，则无法准确计量，直接造（zào）成电量损失或计量不准确。同时（shí）保护电压的消失将严重危及供电设备的安全运行。
三（sān）、电压互感器（qì）高压熔断器频繁熔断原因
（1）系统运行环境变化，出（chū）现危及系统安全运行的铁磁（cí）谐振，引起电压互感器（qì）一、二次（cì）侧熔断器熔断。
（2）一次系统发生单相接，产生弧光接（jiē）地过电压。
（3）二次负载过重（chóng），将导致电压互感器熔断器熔断。
（4）低频饱和电流可引起电压互感器一、二次熔断器熔断。
（5）电压互感器一、二（èr）次绕组绝缘降低、短路故障或消谐器（qì）绝缘下降可引起一、二次（cì）侧熔断器熔断。
（6）电（diàn）压（yā）互感器X端绝缘水平与消谐器不匹配导致（zhì）一、二次侧熔断器熔断。
（7）操作方法不（bú）当，不按规程操（cāo）作（zuò）。
四（sì）、电压互感器高压熔断器频繁熔断（duàn）原因实（shí）际案例
2010年（nián）8月2日，某变电站35kVI段母线电压互感器高压熔断器A相熔断，型号为（wéi）xrnp6-40.5/0.5-31.5-1，变电站运行人员依据该站现场运行规程进（jìn）行处（chù）理，及时更换已熔断的高压熔断器，8月7日，35kVI段电压互感器高压熔断器A、C相又发生相继熔断现（xiàn）象，有关人员对电压互（hù）感（gǎn）器进行全面检查和高压试验，结（jié）果没（méi）有（yǒu）发现任何异常。
2009年2月，某变电站将两组型号为JSJW-10Q的（de）10kV油浸式互感器更换为型号为JDZX9-10Q的干式互感器。2009年3月12日该PT开始出现高压熔断器熔断。故（gù）障出现时，变电（diàn）站运行人员根据相关（guān）规程（chéng）进行处理（lǐ），及时更换已熔断（duàn）的高压熔断（duàn）器。3月16日，该PT高压熔断器又出现A、C相熔断现象。对这次高（gāo）压熔断器熔断，有关人员采取了加（jiā）固PT一次N端（duān）接地，并再次对该PT进行高压试验。试验表明，这两次高压熔断（duàn）器（qì）熔断（duàn）时，该段母线均有10kV线路接地现象。
五、电压互感器高压熔断器频繁熔断原因案例（lì）分析
第一起故障经（jīng）过检查，排除了由PT本身绝缘降低及操作（zuò）不当（dāng）等（děng）原因造成的高压熔断器熔断（duàn），经过分（fèn）析与讨（tǎo）论，初步（bù）认为故障主要原（yuán）因可能是由于电压互感器高压熔（róng）断器容量配置不足造成的。
第二起故障根据（jù）PT高压熔断器熔断的常见原因，结合现场的（de）故障现象以及相关的高压（yā）试验结果，经（jīng）过分析与讨论，初步认为（wéi）故障主要原因（yīn）可能是系统产生铁磁谐振引起的。
电力系统（tǒng）的任（rèn）一回路都可简化成（chéng）电阻R、感抗wL、容抗1/wC的串并联回路。不管是串联还是（shì）并联回路，当容抗1/wC和感抗wL相等时，这个回路就会发生（shēng）谐振。回路中的电感元件和电容元（yuán）件就会产生过电压和过电流，此时的电场能量（电容）与磁场能量交换达到（dào）最大值。在高压回路中，由于线路等电气设备（bèi）对地存在分布电容，再加上电压互感器（qì）之类的非线性铁磁元件电感的存在，具备了（le）构成谐振的必要条件，一旦系统（tǒng）电压发生扰动，就有可能会激发谐振，由于铁磁（cí）元件（jiàn）的非线（xiàn）性（xìng）（如铁（tiě）芯饱和时（shí）感抗会（huì）变小）,这一谐振会进一步增大，当出现wL1/wC时，这种谐振称为铁磁谐振。铁磁（cí）谐振对地产生很高（gāo）的过电压，此电压可能是额定电压的几倍至几十倍，致使瓷绝缘放电，绝缘子（zǐ）、套（tào）管等的（de）铁件出现电（diàn）晕，电压互感器一次熔断器熔断，严重时将损坏设备。
在实际（jì）运行中产生铁磁谐振的具体原因，可（kě）能有以下几方面：①中性点不接地系统发生单（dān）相接（jiē）地、单相断线或跳闸，三相负（fù）荷严重（chóng）不对称等（děng）。②与电压互感器铁芯的饱和程度有关。在中性点（diǎn）不（bú）接地系统中使用中性点接地的电压互感器时，若其铁（tiě）芯过早饱（bǎo）和则更容易（yì）产（chǎn）生铁磁谐振。
③倒闸操作（zuò）过（guò）程中由于运行方式恰好构成谐（xié）振（zhèn）条件，如三（sān）相断路器不同期分（fèn）合时，都会引（yǐn）起电压、电流波（bō）动，引起（qǐ）铁磁谐振。
由于（yú）本次电压互感器高压熔断器熔断的故（gù）障是更换电压互感器后才频繁产（chǎn）生，因此进一步认为：由于新旧PT结构的不同，致使该变电（diàn）站10kV设备在（zài）外界系统发生不对称接地时更容易发生谐振，结果导致该PT的高压熔断器频繁熔断。
六、电压互（hù）感（gǎn）器高压熔（róng）断器频繁熔断原因解决（jué）措施
2010年9月12日，该变电站将35kVI段（duàn）母线电压（yā）互感（gǎn）器高（gāo）压熔断器型号由xrnp6-40.5/0.5-31.5-1更（gèng）换（huàn）为xrnp6-40.5/1-31.5-1，再也（yě）没有发生（shēng）PT高压熔断器（qì）熔断故障。
由于该（gāi）变（biàn）电（diàn）站10kV系统是中性点不接地系统，决定在PT与中性点之间安装一次消谐装置，来（lái）解决因铁磁谐振引起过（guò）电（diàn）压而（ér）导致10kV母线PT高压熔断器频繁熔断这一故障（zhàng）问题。2009年4月22日，在10kVPT的中性点与接地之间安装一个型号为LXQⅡ-10（6）的消谐装置。消谐（xié）装置投运后至（zhì）现在，再也没有发生PT高压熔断器熔（róng）断故障。
七、电压互感器高压熔断器频繁熔断原因事（shì）故分析
电网系（xì）统内部由于非线性负（fù）载造成较大的电流谐波分量（3、5次谐波分量较（jiào）大），而原设计采用的PT.0.5级100VA（不（bú）排除PT励磁特性差）在电流（liú）谐波的作用下很容易使铁芯进（jìn）入铁磁深饱和区，励磁电流增大，感抗下（xià）降，引（yǐn）发铁磁谐（xié）振，会在PT一次绕组出现数安培到十几安（ān）培幅值的瞬间涌流，从而烧断PT0.5A高压熔丝（sī）。
变电站10KV系统采用中性点不接地方式（shì），其母线系统上的（de）Y0接线的（de）PT是中性点不接地电（diàn）网对地的唯一金属通道，因此电网相对地电容的充、放电途径必然通过PT一次绕组（zǔ），PT的励磁电感和系统对地（dì）电容形成L-C回路，从（cóng）而引发铁磁谐（xié）振而出（chū）现饱和过电压，并将由通常的工频位移过电压转化为谐波振荡过电压，使PT的励磁电流可（kě）达额定励磁电流的几倍到十（shí）几倍，造成PT的高压（yā）熔丝一相或两相或三相熔（róng）断，甚至使PT因严重（chóng）过热而烧毁。
电网系统相对地电压（yā）不平衡、不稳定、三（sān）次谐波电流的出现，或（huò）所用三相PT伏安特性（xìng）相（xiàng）差过大，造成PT剩余绕组开口电压升高。
结束（shù）语
在实际运行中10kV电压（yā）互感器高压熔断器熔断（duàn）情况时有发生，给电力系统（tǒng）稳定运行带来很大（dà）危害。
首先，要考虑高压熔断（duàn）器的配置容量问题，同时，还要从互感（gǎn）器本身考虑，如加装合适（shì）的消谐装置，提高设备（bèi）的稳定性和（hé）抵御系统故障能力（lì）。
其（qí）次，发生故障时，要快速正确处（chù）理，防止故障的进一步扩大。再次，要不断（duàn）总结使用的经验和故障处理（lǐ）的（de）方法，才能保证系（xì）统的安全稳定（dìng）运行。
