邹光涛 胡晓斌 龚石磊

摘要：在10kV配单线路运行的过程中，一旦出现母线电压互感器烧毁的事故，不仅会对配电电网产生危害，还会威胁到相关变电设备的运行安全，进而影响到人们的正常用电，因此必须采取有效的措施预防此类事故的发生。本文将结合实例探究如何有效的预防因单相接地故障引起的10kV母线电压互感器烧毁事故。

关键词：10kV配电线路；单相接地；电压互感器

前言：

当前阶段，在我国10kV配电线路中，主要采用的是中点不接地或是消弧线圈接地的运行方式，一旦中性点不接地网络出现了单相接地，很容易出现弧光引发谐振过电压，从而对配电网络的安全运行造成严重的负面影响。因此必须预先做好防范措施，如此才能最大程度的降低故障发生的风险。

1.10kV配电线路单相接地故障对电压互感器的危害分析

1.1电压互感器

电压互感器是一种用于变换配电线路电压的设备，和变压器相似，但是二者的作用却存在一定的差异。变压器是为电能输送服务，而电压互感器的作用则是为供电线路中的测量仪表和继电保护装置进行供电，同时测量线路的电压、功率以及电能等参数。此外，一旦配电线路出现故障，电压互感器还可以为相关变电设备提供一定的保护。

电压互感器是由两个装在铁心的绕组构成，分别是一次绕组和二次绕组。两个绕组以及铁心三者之间都存在绝缘，进行电气隔离。在电压互感器运行的过程中，一次绕组并联在配电线路上，二次绕组并联接仪表或是继电器。在运行的过程中，一旦发生单相接地，中性点会出现位移，电压互感器开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，以此实现对电力系统的良好保护。

1.2单相接地故障对变电设备的危害

单相接地故障多发生在10kV以及35kV等低压配电系统中，是指三相交流供电系统中的一根相线和大地成等电位状态，都是“零”，会产生庞大的瞬时电流。这一故障普遍发生在潮湿或是多雨的天气。树障、单相断线、小动物的危害等因素都会导致此类故障的发生。

10kV配电线路在出现单相接地故障后，变电站10kV的母线上的电压互感器检测不到电流，则是会在开口三角形上产生零序电压、电流增加等，如果运行的时间过长，就会导致电压互感器的损坏。单相接地故障后，也有可能会出现谐振过电压的情况。谐振过电压是正常电压的几倍大小，因此严重的话会对变电设备的绝缘保护装置产生危害，造成变电设备绝缘部分的击穿，从而导致重大事故的发生。

2.实际案例分析

2.1事故概况

2017年8月2日，某地变电站主变压器开关跳闸，检修及继保人员到现场检查发现，10kVII母线C相电压互感器击穿烧毁，三相熔断器熔管炸裂；II母三相避雷器、A相及B相电压互感器、PT柜内一次连接排、互感器中性点消谐器外观检查无异常。开关柜带电显示装置通电检查显示正确，柜内照明检查正常，说明刀闸（主刀、地刀）至带电显示装置的二次接线无烧损，照明回路二次接线也无烧损。PT柜门内部有烟熏痕迹，无变形。

当时10kVI母线和II母线并列运行，10kV庐中线开关由于A相线路有接地跳闸，重合闸成功，但接地故障仍在，二次跳闸。

2.2事故原因分析

当10kV配电线路发生接地故障后，由于10kVI母线和II母线并列运行，则10kVI母线和II母线的电压互感器非故障相（B、C相）电压升高到线电压，由于II母线C相电压互感器材质较差，铁芯饱和特性一般，电压升高到线电压后，C相互感器铁芯可能出现饱和，当感抗下降到一定程度，等于容抗时，刚将满足串联谐振条件，电压互感器中励磁电流急剧增加，互感器内部产生过电压，在高压熔断器未及时熔断的情况下，就会导致C相互感器击穿烧毁事故。而C相互感器击穿烧毁的同时，导致主变压器开关跳闸，10kV失压。

通过对本次线路单相接地电压互感器击穿烧毁事故的分析可知，在事故过程中，母线电压互感器中性点安装的消谐器并未发挥出应用的作用。同时电压互感器材质存在缺陷也是导致事故的原因之一。一般情况下，若线路出现稳定性单相接地时，如果电压互感器材质较好，铁芯饱和特性良好，则互感器的励磁电感不会发生明显变化，即不会发生串联谐振，这种情况下系统是允许运行1-2小时的。如电压互感器的铁芯饱和特性一般，非故障相的电压升高到线电压后，非故障相互感器铁芯可能出现饱和，当感抗下降到一定程度，等于容抗时，刚将满足串联谐振条件，电压互感器中励磁电流急剧增加，互感器内部产生过电压，在高压熔断器未及时熔断的情况下，就会导致互感器擊穿烧毁事故。

3.预防措施分析

通过对上述10kV配电线路单相接地引起电压互感器烧毁的原因分析，可以有针对性的制定相应的防范措施。具体内容如下：

3.1加强对电压互感器电磁谐振的防范

首先，加强对设备的检查。尤其实在高温环境或是高负荷运行的情况下，一定要对设备的运行状况进行实时监测掌握，并采取通风等降温措施保障设备的安全运行。同时，在进行电压互感器相关备件选购的过程中，要对其质量进行严格的检查，适当的参考厂家的市场信誉。定期聘请厂家对配电网络进行测试，及时发展和处理谐波问题。此外，也可以在电压互感器靠口绕组段安装二次消谐装置。若是10kV配电网络的对地电容较小，可以结合电压互感器的组数和网络对地电容进行一定的估算，采取将高压中性点电阻接地的方式预防可能出现的谐振现象。

3.2加强对新投运设备的检查力度

在新的电压互感器设备采购时，要严格的按照国家电网颁布的18反措的要求对设备的伏安特性进行检查，并确认在1.9倍额定相电压下，电流是否会出现饱和现象，如此就可以在一定程度上减少谐振出现的风险。此外，电气设备的更新和改造需要具备专业资质的施工队伍进行安装作业，严格按照电气装置安装工程的标准，做好线路连接的检查和校对工作，避免对设备后续的运行造成负面影响。

3.3提高工作人员的业务能力

在10kV配电线路事故发生之后，相关工作人员必须通过一系列的试验对事故发生的具体原因进行明确，为后续的修复工作奠定坚实的基础。若是在故障和事故发生之后，盲目的要求厂家更换产品，不仅没有彻底的消除故障，还会导致损失的进一步扩大。因此，必须通过专业化的技术培训活动提高工作人员的业务能力，使其能够根据事故现场的实际情况进行正确的处理。

3.4其它预防方法

对配电线路定期进行巡视，主要检查导线与树木、建筑物的距离，电杆顶端是否有鸟窝，导线在绝缘子中的绑扎或固定是否牢固，绝缘子固定螺栓是否松脱，横担、拉线螺栓是否松脱，拉线是否断裂或破股，导线弧垂是否过大或过小等。对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备应定期进行绝缘测试，不合格的应及时更换。对配电变压器定期进行试验，对不合格的配电变压器进行维修或更换。在农村配电线路上加装分支熔断器，缩小故障范围，减少停电面积和停电时间，有利于快速查找故障点。在配电线路上使用高一电压等级的绝缘子，提高配电网绝缘强度。

结语：通过本文对10kV配电线路单相接地引起的电压互感器烧毁事故的分析可知，当前阶段我国电网运行的过程中仍旧存在很多的疏漏，对此，一方面要加强新型技术的开发研究，另一方面则要进一步强化管理监控，如此将事故遏制在萌芽阶段，保障输电线路的安全运行，为用户提供更加优质的供电服务。

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