苏丕红

(中国水电顾问集团双柏开发有限公司，云南 双柏 675100)

1 引言

保护接地是电气设备的主要安全措施之一。例如，在互感器中，其二次都要接地，目的就是防止互感器高压侧串入低压侧，导致低压侧绝缘损坏，从而造成设备损坏事故。又如，在中性点不接地系统中，为防止高压侧串入低压侧，使整个系统对地电压升高，常采用下列措施:在变压器低压侧安装击穿保险器JBO 并接地，当正常运行时，低压电网与大地隔离，而使电网按中性点不直接接地的方式运行;而当高压侧串入低压侧时，保险器被击穿，高压电网形成单相接地电流，使保险装置切断高压侧电源，从而保护电气设备［1］。

2 水电站变夺器中性点故障的原因分析

2.1 在过电压下损坏(1)铁磁谐振过电压是导致110—220kV 串级式电压互感器损坏或爆炸的山种常见过电压。它是由断路器均压电容与母线电磁式电压互感器在某些运行状态下产生的串联铁磁谐振过电压。这种过电压大多数在有空母线的变电所，当打开最后一条线路的断路器时发第五章配电设备典型故障诊断与处理233 生。这种过电压造成电压互感器损坏或爆炸的原因是:①过电压幅值高，现场实测到的过电压为1.65—3 倍额定电压，在这样高的电压作用下，电压互感器的励磁电流急剧增加，有时可达几十倍额定励磁电流，这个电流将破坏绝缘，同时高压使得绝缘击穿，造成互感器事故;②过电流数值大。当断路器的均压电容与母线电磁式电压互感器引起分频谐振时，虽然电压幅值并不高，但是磁通密度可达额定电压下的3 倍，产生数值甚大的过电流，它将使得高压绕组发热严重，绝缘严重受烤，从而损坏电压互感器，国内目前对前一种过电压研究较多，已引起充分重视［2］。(2)其他过电压。运行经验表明，电压互感器也有在雷电过电压、工频过电压下损坏或爆炸的情况。例如有的电压互感器在单相接地事故引起的电压升高的作用下，不到几分钟就爆炸了。按理，电压互感器应当能承受这些过电压，然而它却爆炸了，这只能说明这些电压互感器内部有隐患，如设计裕度小，材质和工艺差，若再加受潮，则很难承受这些过电压［3］。

2.2 线圈绝缘不良线圈绝缘不良多半是由于电磁线材质差、设计的绝缘裕度小、工艺不严格造成的。电压互感器在较长时间内采用漆包线，由于上漆工艺不良，漆包线掉漆，在表面形成较多针孔缺陷，绕制时导线露铜处未处理，线匝排列不均匀，有沟槽或重绕，导线“打结”，磨伤漆皮，引线焊接粗糙、掉锡块，层间绝缘绕包不够，线圈端部处理不好或采用层压纸板端圈等，很容易发生匝间短路，层间和主绝缘击穿。运行中引起互感器事故。

2.3 支架绝缘不良国产的110—220kV 电压互感器一般均为串级式结构，用绝缘支架夹紧铁心，并支撑整个器身及相应电位。支架材料一般选用酚醛层压板或层压环氧玻璃布板，由于加工、处理不当，有分层、开裂现象;，水分和气泡不易排除，故极易发生闪络和内层击穿。另外，由于结构设计不周，装配中使支架内侧穿心螺杆的螺母与铁心的金属压接处脱开，致使运行中穿钉的电位悬浮而放电，不仅使油分解劣化，也直接影响了支架的绝缘强度［4］。

3 案例分析

某水电厂两台6300kW 的发电机中性点接地系统是经FCD-6 型避雷器接地的小接地短路电流系统，在发电机定子回路采用绝缘监察装置监视接地故障，监察装置的电压信号取自三只JDZJ-10 型电压互感器，其二次接线，发电机投入运行后多次出现非金属性接地故障，接地信号的持续时间则有长有短，有时是瞬时性的［5］。

检查及分析;值班人员对发电机及电压互感器、励磁变及相关引出线进行了全面检查，均未发现接地点。由于在小接地短路电流系统中发生单相接地时，相间电压保持不变，可以在2h 内带故障运行的，但是此时非故障相的对地电压将升高点倍。当发生某电厂发电机TV 二次接线歇性电弧接地时，非故障相的对地电压可升高到相电压的2.5—3 倍，这种过电压对系统安全威胁很大，可发展为两相接地短路，甚至会烧毁发电机。因此，在单相接地故障发生后，应在2h 内进行处理或将故障隔离，避免故障扩大。:由电压互感器的接线图可知，接地信号继电器KS 是接在电压互感器二次侧开口三角形绕组上的，当发电机三相电压及超负荷对称时，开口三角形绕组的输出电压为零，KS 不动作;当发生一相接地时，中性点产生了位移，开口三角形绕组将有电压输出，使信号继电器KS 动作。因此，为了尽快查明故障，将绝缘监视用电压互感器的高压侧的熔断器断开两相，在只有一相熔断器的情况下投入，用万用表测量开口三角形绕组两端电压是否与接地电压表指示相符。当测试人员手持式表笔靠近电压互感器的铁心时，在还有一定距离的情况下被电击。这说明互感器铁心带有高压，但由此也给我们一个提示.接地的铁心为什么会带电呢?于是，对电压互感器停电检查，结果发现，生产厂家将电压互感器高压侧中性点接地改接至铁心再经铁心接地，实际上铁心却没有接地［6］。在这种情况下，当互感器只有一相投入时，铁心对地便带有一相电压，在万用表表笔靠近时，就使一定距离的空气隙击穿，使测量人员被电击。互感器中性点未接地的发现，也就解开了发电机多次出现非金属性接地的故障之谜:以往的非金属性接地故障只是一种假象。它是由于系统电压或负荷不对称造成的中性点位移，产生较大的零序电压，使继电器动作。

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［2］陈晨.仙游抽水蓄能电站发电机定子铁心磁化试验综述［J］.机电信息，2012(36)：201-202.

［3］郑元吉，张建华，张胜平.西龙池电站定子下线试验工艺探讨［J］.机电信息，2012(36)：90-92.

［4］冯敏.某水电站发电机组定子和转子的干燥处理方法［J］.四川水利，2012(06)：188-189

［5］靳永卫.发电机组控制系统辨识研究［J］.湖南农机，2012(11)：115-116.

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