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林 泉 （北京电力公司大兴供电公司，北京市 102600）

　　摘　要： 分析了2起10 kV电磁式电压互感器（TV）爆炸的原因，提出了在2变电站分别采用更换开关特性优良的开关和加入一个特殊设计的第4TV的解决方案，满足了各自的运行要求。文章还阐述了中压电网中常见的过电压类型——操作过电压和铁磁谐振过电压的形成原因和发展机理，提出了几种行之有效的解决方案。 　　关键词： 过电压；电压互感器；事故分析；铁磁谐振；操作过电压；供用电 0 引言 　　电磁式电压互感器（TV）广泛应用于各电压等级的电力系统中。在35 kV及以下的中压配电网中，由于普遍采用中性点非有效接地方式，过电压现象出现的概率比较大。过电压引起电气设备绝缘的破坏，其中电磁式TV的熔断器烧毁和爆炸事故是中压电网中常见的由过电压引起的电气设备事故之一。因此研究这类问题对现场设备的安全运行具有重要意义。本文将就某县级供电企业2起TV爆炸事故的现象、原因、产生机理进行分析并提出了解决方案，还介绍了中性点非有效接地系统中常见的过电压类型。 1 事故现象 　　2起TV爆炸事故发生在35 kV和10 kV变电站的10 kV母线上。 　　（1） 35 kV变电站A。附近有一大型造纸企业，负荷较重。为补偿系统消耗的无功，该变电站Π段母线装设了一套自动投切电容器。电容器分为5组，每组100 kvar。每组自动投切电容器带有2个用于测量线电压的干式电磁电压互感器（TV）。图1为1组自动投切电容器的接线图，其中R是断路器，C是补偿电容，L是起抑制谐波作用的小电抗。实际运行中，第1组自动投切电容器连续发生TV爆炸现象。而其他4组自动投切电容器的TV却能够正常运行。 　　（2） 10 kV变电站B。10 kV母线互感器间隔内装有1台三相五柱式TV，如图2所示，图中L是TV的电抗，TV以星型方式接入电网，中性点直接接地。在实际运行中，TV烧毁的现象时有发生。 图1 自动投切电容器接线图 图2 三相五柱式TV接线图

2 爆炸原因分析 2.1 电磁式TV爆炸的原因 　　理论分析和实际运行经验表明，TV爆炸和烧毁事故的直接原因是内部过电流引起发热所致。过电流的表现形式有2种：①由于谐振或其他原因，TV上承受的过电压和过电流虽然幅值较小，但是时间较长，大量电能作用在TV上并转化为热能，使其长期发热。当热量积累到一定程度时，TV中大量绝缘纸、绝缘介质会受热而汽化，体积急速膨胀，而干式TV内部空间有限，当压强增加到一定程度时便发生爆炸。②由瞬间高幅值过电压引起的过电流。幅值达到一定程度的过电压会造成匝间短路而引起过电流。这种过电流一般幅值很大，会使TV中的绝缘介质迅速汽化，因此由高幅值过电压引起的爆炸更加猛烈。 　　由以上分析可以看出，过电压会引起过电流，过电压和过电流在实际电网运行中相伴而生。因此应该从电网中常见的过电压类型中去寻找TV爆炸的根本原因。 2.2 中压电网常见的过电压类型 　　中压电网的过电压可分为外部过电压和内部过电压。外部过电压主要是由于雷击引起的，本文不作详细叙述。内部过电压通常包括操作过电压和谐振过电压。如当系统内开关操作或电力系统出现事故时，电力系统将由一种稳定状态过渡到另一种稳定状态。在此转化过程中由于电力系统内部电磁能量的振荡、互换及重新分布，就可能在某些设备上，甚至在整个电力系统中产生较大的过电压。又如当进行开关操作时，某些回路被分割开来，如果其参数满足共振条件，则可能引起强烈的具有共振性质的振荡，并导致严重的过电压。前者称为操作过电压，后者称为谐振过电压。 　　操作过电压持续时间较短，幅值较高。此种过电压可以分为4种：①中性点不接地系统的弧光接地过电压;②空载线路或电容性负荷的拉闸过电压；③切除电感性负荷或空载变压器的过电压；④空载线路的合闸过电压，特别是自动重合闸时的过电压。 　　谐振过电压一般持续时间比较长，甚至可能长期存在。此种过电压可分为2种：①系统参数为线性的线性谐振过电压；②铁磁谐振（非线性谐振）过电压，它是由于系统中变压器、TV、消弧线圈等铁心电感的磁路饱和作用而激发引起的过电压。 2.3 A变电站TV爆炸的原因分析 　　从A变电站现场接线来看，由于TV接在AB和BC相间，没有接在零序回路里，所以不可能是谐振过电压。TV只是为投切电容器服务，因此真空断路器投切电容器引起的操作过电压应该是导致TV爆炸的原因。 　　投切电容器时产生的过电压有2种，一种是电容器合闸时产生的过电压，另一种是切除电容器时由于开关发生重燃产生的过电压。第1种过电压产生的原因主要是由于电容器上的电压不能突变所致。当合闸时系统电压会迅速下降，引起暂态振荡，最后达到新的稳定。此暂态过程产生的过电压与合闸时间有关,但最高不会超过2倍的系统电压。第2种暂态过电压是因为开关发生重燃时，电容器上的初始电压与系统电