玉溪新兴钢铁公司10kV电压互感器爆炸事故分析

昆钢集团玉溪新兴钢铁有限公司的研究人员王前斌、罗化龙、沈俊轶，在2015年第4期《电气技术》杂志上撰文，对玉溪新兴钢铁有限公司（以下简称玉钢）在运行中出现的电压互感器爆炸事故进行分析，并通过处理安装过程中存在的缺陷，使设备能正常工作。文章着重分析了出现此问题的原因并提出相应的解决措施，为今后处理此类问题提供经验。

玉钢线带厂10kV电压互感器于2007年、2010年发生了两次爆炸事故，本文就玉钢线带厂10kV电压互感器爆炸事故加以分析，并提出相应的解决办法。

1 玉钢公司接地系统简介

玉钢公司10kV电力系统运行为单母线分段运行，接地系统为小电流接地系统。中性点正常运行时不接地，如图1所示。

图1 玉钢公司供电系统示意图

2 电压互感器爆炸原因分析

2.1 事故过程

2007年6月21日由于系统单相接地短路，玉钢变电站10kVⅠ段SHK-XHG消弧及过电压保护装置动作，玉钢10kVⅠ段C相金属性保护接地。在系统接地约25分钟时玉钢线带厂中心配电室10kVⅠ段电压互感器发生爆炸，更换新互感器后正常运行。

2010年1月，玉钢电力系统由于电缆击穿发生接地故障，玉钢变电站10kVⅠ段SHK-XHG消弧及过电压保护装置动作，10kV1#段母线B相经SHK-XHG高压真空接触器接地运行。同样是在查找系统接地过程中23分钟时，玉钢线带厂中心配电室10kVⅠ段电压互感器再次发生爆炸。

2.2 事故原因分析

由于两次事故特征非常相似，均是在系统发生接地故障后一段时间内同一电压互感器爆炸。因此玉钢公司邀请了电压互感器设备制造商及昆钢公司专家参与了事故原因分析。

在原因分析中有两种观点，一种观点认为玉钢线带厂中心配电室10kVⅠ段电压互感器可能是由于正常运行时经常要承受轧钢时带来的高次谐波，电压互感器高压绕组激磁饱和会对绕组绝缘造成累计伤害。当系统B相接地运行，A、C相电压升高，绕组承受接较大电流发热、绝缘受损加快导致的电压互感器爆炸。

电压互感器二次侧故障不应该引起一次侧电压互感器爆炸，理由是二次侧短路有二次保险保护，同时高压侧也有高压熔断器保护。

另一种观点认为不排除由于二次线路故障导致的高压侧爆炸，应重新检查电压互感器柜的二次接线和绝缘。在对电压互感器二次进行了常规的绝缘及接线检查后未发现异常，决定将更换好的新电压互感器送电运行，送电后检查电压互感器的三相相电压、线电压指示均正常，检查电压互感器开口三角的电压3U0为0V。

至此所有检测的数据均为理论正常数据。

但根据经验判断，虽然3U0理论上为0，但实际运行中由于电压互感器固有误差，一次系统中含有高次谐波电压及各相的负荷不平衡等原因，使电压互感器二次辅助绕组构成的零序电压3U0基本上不会出现等于0的情况。于是决定再次检查电压互感器开口三角的的接线。

2.3 故障点查找

经过认真检查，发现在该电压线引去至电压互感器并列柜，顺藤摸瓜至电压互感器并列柜发现由于施工人员误套了端子号套管，竟然将电压互感器开口三角的电压的两根出线接到一个并联端子上。故障点如图2所示。

图2 电压互感器开口三角故障点

至此发现事故原因为：电压互感器在正常运行时由于3U0的值非常小，虽然也在开口三角绕组内有一些环流，但还不至于造成电压互感器损坏。但当发生系统单相接地故障时，开口三角电压将升至很高，绕组环流变得很大，电压互感器烧毁就只剩下时间的问题了。

2.4 一次熔丝未起保护作用原因分析（略）

3 防止互感器二次接线错误的措施

经对电压互感器两次事故原因进行分析，结合相关资料及工作经验，为防止由于电压互感器二次接线错误导致电压互感器损坏应采取如下措施：

（1）在电气设备安装时，一定要进行接线检查，严格遵守电压互感器二次侧严禁短路的规定。

（2）工程验收时，必须测量绝缘监察回路的电阻。同时使用继电保护调试仪器施加模拟电压二次线路进行检测。如发现电流异常应查明原因。

（3）运行中要定期检查电压互感器柜开口三角二次线路是否出现过载，烧损导线的现象。可用量程较小的钳形电流表检查开口三角二次线路的回路电流，及时发现是否存在短路情况。

（4）运行中检查电压互感器表面是否有因长期过载导致的发热现象。

（5）当发生电压互感器爆炸事故后，应全面分析事故原因，对于二次接线错误的原因不要轻易排除。

4 结论

通过对玉钢公司线带厂电压互感器爆炸原因进行分析得出：由于电压互感器开口三角二次回路接线错误在正常运行很难及时发现，发生故障后又容易被误认为由雷击或谐振引起，具有一定的隐蔽性，长期运行的故障电压互感器在系统单相接地故障时必然要烧毁。

玉钢公司在确认电压互感器爆炸原因后，更换损坏的电压互感器及改正了错误的二次导线。2010年1月份运行至今，虽然同段系统发生过两次单相接地故障，但再没有发生过电压互感器爆炸故障或爆裂现象。