在6～35kV的中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中，由于變壓器、電壓互感器、消弧線圈等設(shè)備鐵心電感的磁路飽和作用，激發(fā)產(chǎn)生持續(xù)的較高幅值的鐵磁諧振過(guò)電壓。鐵磁諧振可以是基波諧振、高次諧波諧振、分次諧波諧振。這種諧振產(chǎn)生的過(guò)電壓的幅值雖然不高，但因過(guò)電壓頻率往往遠(yuǎn)低于額定頻率，鐵心處于高度飽和狀態(tài)，其表現(xiàn)形式可能是相對(duì)地電壓升高，勵(lì)磁電流過(guò)大，或以低頻擺動(dòng)，引起絕緣閃絡(luò)、避雷器炸裂、高值零序電壓分量產(chǎn)生、虛幻接地現(xiàn)象出現(xiàn)和不正確的接地指示。嚴(yán)重時(shí)還可能誘發(fā)保護(hù)誤動(dòng)作或在電壓互感器中出現(xiàn)過(guò)電流引起PT燒壞。
??? 1 故障現(xiàn)象及相關(guān)數(shù)據(jù)
??? 6kV系統(tǒng)共有八段，采用的是上海華通開(kāi)關(guān)廠生產(chǎn)的電氣組合柜，該廠設(shè)備自投產(chǎn)以來(lái)，主部件未發(fā)生大的缺陷，但其輔助測(cè)量PT發(fā)生了8臺(tái)次損壞，現(xiàn)象表現(xiàn)為本體炸裂、內(nèi)部絕緣物質(zhì)噴出故障，致使6kV系統(tǒng)的相關(guān)保護(hù)不能投運(yùn)，部分自動(dòng)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。這給廠用系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了極大的隱患。
??? 2 故障原因初探
??? 根據(jù)故障現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)初步判斷，估計(jì)是由于下述的幾個(gè)原因所致。
??? 1)產(chǎn)品質(zhì)量不好：如果由于產(chǎn)品本身絕緣、鐵心疊片及繞制工藝不過(guò)關(guān)等，均可能致使電壓互感器發(fā)熱過(guò)量使絕緣長(zhǎng)期處于高溫下運(yùn)行，從而導(dǎo)致絕緣加速老化，出現(xiàn)擊穿。該類型的電壓互感器一次側(cè)繞組發(fā)生匝間短路，這樣電流會(huì)迅速增大，鐵磁也將迅速飽和從而導(dǎo)致諧振過(guò)電壓，使絕緣擊穿，高壓熔斷器被熔斷。
??? 2)電壓互感器二次負(fù)荷偏重，一、二次電流較大，使二次側(cè)負(fù)載電流的總和超過(guò)額定值，造成PT內(nèi)部繞組發(fā)熱增加，尤其是在電壓高于PT額定電壓(6kV)情況下，PT內(nèi)部發(fā)熱更加嚴(yán)重；再者，該系統(tǒng)屬于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，故一次側(cè)電壓在運(yùn)行中容易發(fā)生偏斜，當(dāng)某相出現(xiàn)高電壓時(shí)，該相PT更加容易發(fā)生熱膨脹爆裂。
??? 編號(hào)電壓互感器型號(hào)現(xiàn)象備注
??? 601VKI7.2C相爆裂，引起匝間短路更換為JDZX8-6型電壓互感器后，投運(yùn)不到兩天時(shí)間，又發(fā)生B相爆裂，引起匝間短路
??? 603VKI7.2A相爆裂，引起匝間短路
??? 604VKI7.2A相爆裂，引起匝間短路
??? 606VKI7.2A、C相爆裂，引起匝間短路
??? 607VKI7.2A、C相爆裂，引起匝間短路
??? 主要技術(shù)參數(shù)：變比600/根號(hào)3/100根號(hào)3/100/3，額定容量90/100VA，上海互感器廠
??? 注：1)VKI7.2型電壓互感器為引進(jìn)型，國(guó)內(nèi)相應(yīng)的產(chǎn)品型號(hào)為JDZX8-6；6kVⅠ段至Ⅷ段各有一組(3臺(tái))變比為6000/3／100/3／100/3的互感器，2)工藝為樹(shù)脂澆注式半絕緣，一次中性點(diǎn)的耐受為3kV(出廠值)。
??? 3) 由于鐵磁諧振而造成電壓互感器被擊穿，因?yàn)椋罕粨舸┑碾妷夯ジ衅魉幍哪妇€帶的負(fù)荷呈感性的比較多，特別是Ⅲ、Ⅳ段，帶有大容量的深井泵，在負(fù)荷分配上其感抗大于容抗，由于某種原因，而使系統(tǒng)電壓波動(dòng)(如深井泵頻繁啟停等)，使電路中電流和電壓發(fā)生突變，可能導(dǎo)致電壓互感器鐵心迅速飽和、感抗減小，當(dāng)感抗小于容抗時(shí)，將產(chǎn)生鐵磁諧振，導(dǎo)致電壓互感器激磁電流增大幾十倍，而過(guò)電壓幅值將達(dá)到近2.5Ue，甚至于達(dá)到3.5Ue以上，而且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，電壓互感器在這樣大電壓、大電流下運(yùn)行，使本身的溫度也迅速升高，導(dǎo)致?lián)p壞。根據(jù)上述的分析，為此組織QC小組對(duì)其原因進(jìn)行分析，同時(shí)派人外出調(diào)研，調(diào)研結(jié)果表明：(1)應(yīng)不存在產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，原因是該互感器在華東地區(qū)廣泛采用，從收集的資料上看，該廠產(chǎn)品的業(yè)績(jī)是良好的，雖然在某些地方也曾出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題，但象二灘電廠這樣大量的損壞是沒(méi)有的。(2)懷疑電壓互感器二次負(fù)荷偏重導(dǎo)致PT損壞的理由也不成立，原因是該PT0.5級(jí)二次繞組額定容量為90VA，在1998年11月16日，測(cè)量了604PT二次側(cè)星形接線負(fù)荷，在二次接線回路上施加100V的三相交流電源(停用備自投)，測(cè)得Ia=0.61A，Ib=1.05A，Ic=0.605A，測(cè)得星形接線負(fù)荷容量：Sa=35.2VA，Sb=60.6VA，Sc=35VA，PT總輸出容量為105.6VA；次日，測(cè)量