电容式电压互感器的故障分析

能源与环境工程35kV电容式电压互感器故障原因与防范措施罗磊（上海新能凯博实业有限公司上海201416）摘要：目前，电容式电压互感器得到大量应用，也在不同领域中发挥出重要价值。

但由于其结构特点，目前，该类型设备的运行也经常会出现二次侧失压故障等，因而要进行防范。

为此，本文针对35kV电容式电压互感器的运行故障进行了简要研究，并基于分析获得的故障原因，进一步探析了相应防范手段。

关键词：电容式电压互感器二次侧失压防范手段研究中图分类号：TU72文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)05(b)-0075-03目前，电容式电压互感器得到大量应用，也在不同领域中发挥出重要价值。

但由于其结构特点，目前，该类型设备的运行也常会出现一些特殊问题，为此，本文针对35kV电容式电压互感器的运行故障进行了简要研究。

1电容式电压互感器设备电容式电压互感器设备的原理为：运用串联形式的电容器实现分压，再使用电磁式互感器来隔离并有效实现降压。

目前，该类型设备主要用在继电保护领域、功率与电压值测量领域、自动控制领域及电能的计量领域等。

与一般的电磁式电压互感器设备相比，电容式电压互感器的优点在于绝缘可靠性更高、成本较低、结构简单、体积较小、可进行电网的谐波监测及具有更高的安全水平。

由于设备使用的阻尼器不同，电容式电压互感器也被划分为两种：一种是速饱和型，另一种则是谐振型。

在当前的电容式电压互感器设备运行中，比较常见的异常表现包括二次电压较低、二次电压较高、二次电压存在异常波动、投入运行时存在噪音及电磁单元油位颇高［1］。

235kV电容式电压互感器设备运行情况与故障原因分析2.1案例概况某输电企业共管辖了5个变电站，目前，各变电站运行的35kV电容式电压互感器设备共有8台，其中，有两台设备为速饱和型电容式电压互感器，剩余6台均为谐振型电容式电压互感器设备。

这些设备从2010年3月开始投入使用，到目前为止，两台速饱和型电容式电压互感器均未发生故障问题，而谐振型电容式电压互感器共发生过5次故障，大部分故障都是由于电磁单元电容器被击穿发生损坏而导致的。

电容式电压互感器常见故障分析处理方法和预防措施摘要：电容式电压互感器是电网运行中不可或缺的重要设备，其主要是由电容分压器和电磁单元两部分组成。

由于它结构简单且可兼具多种设备的功能，近几年，在电力系统中得到广泛应用。

CVT 具有绝缘强度高、能够降低雷电冲击波头陡度、不会与系统发生铁磁谐振、造价低且能兼作耦合电容器用于电力线载波通信等优点，在电力系统已被广泛采用。

从多年的运行情况来看，CVT 总体运行情况是良好的，但也出现缺陷或故障，本文通过分析电容式电压互感器CVT 故障，并提出了电容式电压互感器CVT故障措施。

关键词：互感器；故障；预防措施一、CVT的结构和工作原理CVT 主要部分由电容单元和电磁单元组成，另外再加一些辅助装置如保护避雷器等。

其中电容单元主要由主电容C1和分压电容C2组成，主电容和分压电容均是由许多电容元件串联构成。

500kV CVT 内电容元件多达数百只。

主电容C1和分压电容C2均安装在瓷套内。

500kV级设备中有3 节瓷套，220kV 级设备则有2节瓷套，而110kV 级设备中只有1 节瓷套。

电磁单元主要由中间变压器，补偿电抗器和阻尼器等组成，对于油浸式CVT，它们通常安装在密封油箱里。

其工作原理为：电容单元通过电容分压将系统一次电压进行降压，作为中间变压器的输入，此时对中间变压器的绝缘要求可大大降低。

中间变压器再将电压降低，供电能计量、继电保护等装置使用；补偿电抗器实现调节整个回路的电抗以达到与电容器的容抗相抵消的目的，补偿容抗压降随二次负荷变化对CVT 的影响。

阻尼器的作用是在短时间内大量消耗谐振能量，以抑制CVT 自身的铁磁谐振。

避雷器防止分压电容上产生过电压时对电磁单元造成损坏。

电容式电压互感器的工作原理可概括为：电容器分压、中间变压器降压、电抗补偿和阻尼器保护。

二、电容式电压互感器CVT故障的原因1、电容单元部分的故障原因（1）CVT 本身的质量缺陷。

运行经验表明，CVT设备缺陷中电容单元故障最多。

220kV电容式电压互感器油箱过热故障分析引言电容式电压互感器（CVT）是电力系统中常用的一种电压测量装置，它能够将高压系统电压变换为低电压信号，以供测量、监测及保护使用。

然而，在CVT的使用过程中，偶尔会出现油箱过热的情况，严重影响了设备的稳定性、可靠性以及其寿命。

因此，本文将通过一次性的现场检测与分析，探讨引起220kV CVT油箱过热的主要原因，以及解决过程中应该注意的事项。

故障现象该220kV电容式电压互感器位于某电力公司发变电站，其额定电压为220kV，额定频率为50Hz。

在公司巡检人员对设备进行巡检时，发现了该CVT的油箱过热现象。

具体表现为：•油位高温告警•油温达到70℃•油箱外部温度明显高于周围设备故障处理现场检测此次现场检测主要为静态检测，通过测量不同节点的电气连通状态、接地电阻值和接地电位等，检测设备模块之间的受损情况与互联状态。

检测过程如下：1、光学检测外观：通过观察外观是否有破损、变形以及是否正确连接等方面进行检查。

2、测试电气参数：主要测试各个接点和电气参数，确认CVT是否损坏，主要包括电缆测量、损耗和静态电容等测试。

3、记录测量结果：对于测试数据和设备参数进行记录，并通过对比CVT的参数表，检验设备是否工作在设计范围内。

整个检测过程大概历时2天，各项指标均符合要求，但受检测设备仍然存在明显的油箱过热故障。

故障分析经过现场检测，我们初步断定此次故障的原因可能是CVT的内部故障造成的，于是我们进行了进一步的故障分析。

CVT内部主要由油浸电容器、电压互感器、外壳和绝缘材料等组成。

而引起油箱过热的原因多种多样，其中主要包括：1、绝缘材料老化或损坏，导致油箱内的绝缘能力降低，使得电磁泄漏产生；2、电容器内部绝缘A口、B口间部件炭化导致绝缘失效；3、设备内部有异常放电，会导致油箱内的绝缘能力降低，从而影响设备的安全运行。

因为前面两点原因检测出来没有问题，我们推断导致油箱过热的主要原因可能是设备内部有异常放电，而这种电弧放电会导致液体介质内局部温度的急剧升高，最终导致油箱过热。

一起500千伏电容式电压互感器末屏未接地故障分析电容式电压互感器（CVT）具有电磁式电压互感器的全部功能，且有着电磁式电压互感器不可比拟的优点：可兼做载波通信使用，不会与断路器断口电容产生铁磁谐振，而且成本相对较低，耐压水平较高。

因此在110kV及以上电压等级系统中，几乎已经取代了传统的电磁式电压互感器。

因此，对其运行的安全性要求也越来越高，文章分析了一起500kV母线电容式电压互感器的漏油事故，说明CVT运行时末端进行接地的重要性。

标签：电容式电压互感器；末端；未接地；放电前言随着电容式电压互感器（CVT）在电力系统中的广泛应用，其相比于电磁式电压互感器的优势日益凸显，除具有监视运行电压外，容式电压互感器绝缘结构合理，绝缘强度较高。

最重要的是它与结合滤波器一起形成载波高频通道，将系统中的高频谐波分量过滤，同时可对线路负荷电压进行无功补偿。

与此同时，对电容式电压互感器的运行安全性、可靠性关注也越来越高，尤其是其电容末端未接地时，对设备和系统的损害越大。

文章将对一起典型电容式电压互感器末端未接地，导致末端放点事故进行分析，探讨保障其安全运行的防范措施，杜绝此类故障再次发生。

1 故障概况贵阳供电局500kV某变电站，值班人员在进行日常设备巡视时，发现500kV 母线电容式电压互感器端子盖有油漏出，附近地面铺面漏出的油，同时发现CVT 油位记已经看不见了。

值班人员当即向调度报告并将设备退出运行，对500kV 母线A相电容式电压互感器进行停电检查。

检修人员打开二次端子盖发现，CVT电容末端未接地。

如图1所示。

图1 故障时二次接线端子实物图初步分析，电容末端N未进行接地，运行中对dn短进行长期放电，导致二次复合绝缘材料板破裂，中间变压器中油漏出。

2 状态信息收集与数据分析2.1 状态信息收集发生故障的电容式电压互感器系桂林电力电容器有限公司生产，型号为TYD4 500/√3-0.005H，其电气原理图如图2所示。

220kV电容式电压互感器故障分析发布时间：2023-02-02T02:18:48.219Z 来源：《中国电业与能源》2022年18期作者：李刚[导读] 在当今社会，随着经济的发展，我国早已进入工业化高速发展的时代李刚中国南方电网有限责任公司超高压输电公司南宁局广西南宁 530000 摘要：在当今社会，随着经济的发展，我国早已进入工业化高速发展的时代。

与此同时，国内对于电力资源的需求也不断增大。

电力系统在运行过程中，一旦电压互感器出现故障或事故，将会带来难以预估的后果。

因此，加强对电力系统的电压互感器稳定性是十分有必要的本文针对220kV电容式电压互感器故障进行了分析，并根据分析结果，对如何处理故障提出了一些观点与建议，以备参考。

关键词:220kV；电容式电压互感器；故障分析在整个电力系统的运行过程中，220kV电容式电压互感器是组成完整电网的重要部分。

同时，220kV电容式电压互感器也是维持电网正常运行的关键。

要保证电力系统更够稳定运行，就必须要保证电压互感器的正常运行。

现阶段，电容式电压互感器故障维修工作专业性强，维修难度大，影响范围广，所以必须进行细致地分析，找出电容式电压互感器故障后再进行专业处理。

一、示例概述2022年7月，在设备巡视检查过程中，某500kV变电站的运维人员发现220kV#A2M母线电压互感器A相二次电压偏低，较220kV线路A 相电压低3kV。

在此状态下，该电压互感器长期运行将存在安全隐患。

二、现场试验220kV #A2M母线电压互感器A相,2010年11月投入运行，型号为TYD4-220/√3-0.005H。

经现场检查，电压互感器外观良好,油箱无渗漏。

试验人员对其做绝缘电阻、电容值、tanδ、低压端对地绝缘电阻的试验。

试验发现C2部分电容值与出厂值存在明显偏差，结果见下表1。

220kV #A2M母线电压互感器A相上、下节电容分压器电容值与出厂值对比，偏差均在-5%～10%范围内。

220kV电容式电压互感器发热故障分析及预防措施摘要：在电力系统中电压互感器是不可缺少的电气设备，其应用可完成功率和电压的测量，同还具有自动控制功能，可实现继电保护，能够提供电压相关数据。

目前在变电站的改建、扩建及新建过程中电容式电压互感器的应用越来越广泛，虽然其应用具有诸多优点，但在实际应用的过程中也会发生些许故障，其中常见的问题就是发热故障，为了保证220KV电容式电压互感器的运行正常，本文重点分析了其发热故障问题，并结合分析结果提出相应的预防措施，从而保证220kV电容式电压互感器运行的安全性和有效性。

关键词：220kV电容式电压互感器；发热故障；预防措施引言：分压电容器和电磁单元是组成电容式电压互感器的重要部分，与电磁单元的连接，需要对电容进行串联，实现分压的目的，之后与电磁单元连接，该设备在电力系统中有着重要的地位，实现了一次系统电压二次侧准确传递的目的，能够应用于自动控制、继电保护和电压测量中[1]。

据相关数据统计得知，我国2018年国家电网变电设备的故障共发生43起，其中有5起是因电压互感器引发，其发率为11.63%。

当前，电容式电压互感器是电力系统中常用的设备，通过与电容器分压的串联，之后进行隔离和降压，在仪表装置、保护装置和计量装置中应用。

电容式电压互感器与电磁锁电压互感器相比，其在断路器断口时不会产生铁磁谐振，具有较高的经济性和耐压水平[2]。

本文针对一起电容式电压互感器发热故障进行分析，明确导致故障的原因并提出相应的解决措施。

一、故障介绍以上海某地2019年末发生的220kV电容式电压互感器发热故障为例，该故障主要发生于上海地区某500kV变电站，该变电站在此之前未接受过任何检修，采用复役操作方法进行220kV线路分析，结果此线路A相电容式电压互感器、B相电容式电压互感器与C相相比，前者电磁单元油箱正常，后者存在异常发热的现象，11.2℃为A相和B相温度，而C相温度高达33.6摄氏度，发现后将该220kV线路紧急拉停，同详细的检查二次回路的运行状况，但未见异常，因此对其进行相关试验以此完成诊断，并实施解体试验进行检查，明确故障情况。

电容式电压互感器的故障分析及预防措施摘要：在电力行业的实际发展过程中，电容式电压互感器有着广泛的应用，同时其对电力企业的稳定运行来说，具备举足轻重的地位，此种设备拥有安全及可靠的实际应用优势，但是在实际运行时容易因外界及自身的因素干扰引发故障问题，如果没有得到及时的处理，会导致电力系统出现严重问题，给企业带来不同程度的经济损失，需要工作人员对故障做好深入分析，并采取有效措施进行全面处理。

关键词：电容式电压互感器；故障分析；预防措施为了保证设备的安全稳定运行，对电容式电压互感器的故障分析以及有效预防必不可少，需要相关工作人员加强此方面知识的学习和灵活运用。

1.电容式电压互感器的主要特征分析1.1主要组成以及工作原理分析电容式电压互感器的英文简称为CVT，其实际构成主要包含电容分压器以及电磁装置，其中电容分压器的主要构成部分是阻尼器以及限压装置等，而电磁装置则主要包含中间变压器，无论是对于低压电容还是高压电容来说，都存在瓷套进行包围，进而得到多节莲藕状或者单节电容器。

1.2 常用电容式电压互感器的主要类型在电容式电压互感器中，电磁装置主要起到的作用是补偿电抗以及变压器，电容式互感器可以分为两个主要类型，分类依据是电容分压器以及电磁装置的组装方式，主要包含分体式电容式电压互感器以及一体式电容电压互感器，一体式的电容式电压互感器具备相对简单的外部特征，实际构造是在电磁装置的油箱上安装电容分压器，同时在安装的电容分压器下部位置有两个线管存在，线管的实际作用是中压场出套线管，通过连线操作，使其直接与电磁装置的底部实现接触，让电磁装置与电容分压器的有效连接得到充分保障，同时通过将瓷套开出小洞的方式将中压端引出，进而完成对电容及其介损效用的估算，并保证结果具备较强的准确性。

针对分体式电容分压互感器来说，其实际构成特征是电子装置和中压端在外端实现连接，在此种背景条件下，分压电容器需要通过对套管的利用，实现高压端的引出以及连接。

《电容式电压互感器常见的几种故障分析判断方法》摘要：介绍电容式电压互感器（capacitor voltage transformer，CVT）的特点，针对目前运行中电容式电压互感器常见故障，提出故障分析判断的方法。

结合现场案例分析因电容式电压互感器（CVT）异常而发现的电容击穿情况，并依据工作中CVT二次电压幅值和波形的运行情况，探讨了运行中CVT后台电压的监测及分析方法。

关键词：电容式电压互感器;电压曲线;常见故障判断引言电容式电压互感器（CVT）与电磁式电压互感器（PT）相比，具有绝缘强度高、不产生铁磁谐振、价格较低、可兼作耦合电容器用于载波通信（PLC）等优点，在我国电力系统中得到广泛应用。

由于电容器元件设计场强高于其他电气设备，故而容易击穿，这又使电容量和介质损耗增大，二次电压偏高，严重时会导致主绝缘击穿，引起高、中压电容尤其高压电容爆炸。

电容元件的损坏必然会影响电力系统的安全运行，主要表现为运行中二次电压异常或预防性试验中电容分压器电容量和介损超标。

为提前发现或监视CVT 的运行状态，检修人员对有问题的CVT 进行了试验分析和解体检查并进行了大量的数据分析，最终得出了一个CVT故障判断的参考依据。

电容式电压互感器是一种由电容分压器（由高压电容C1及中压电容C2组成）和电磁单元（由中间变压器、补偿电抗器、保护间隙组成）组成的电压互感器。

通过电容分压器的分压，将分压后得到的中间电压（13kV）通过中间变压器降为100/ √3V和100V 的电压。

在正常使用条件下工作时，电磁单元的二次电压与加到电容分压器上的电压基本成正比，且相位接近于零，具有接地电压互感器的功能。

1 故障现象2017年3月2日，调度监控发现110kV某站110kV1M电压越限告警（B相采样），某巡维中心班长立即组织现场检查，发现B相电压（62.4V）比A、C两相（58V）高出3-4V，不平衡度达6.8%，且红外测温B相（33.5度）整体较A、C相高出两度（31.6度）（电压型致热），而10kV 1M51PT三相电压平衡，证明电压偏高为B相互感器自身原因。