（山西省电力公司检修公司山西太原030032）
摘要：简要分析电压互感器原理特性，导致电压互感器二次短路故障原因分析及防范措施。
关键词：原理特性短路故障防范措施
1、原理特性
1.1、电压互感器是电力系统重要组成设备，是交流电路中一次系统和二次系统间联络元件，其基本结构主要由一次绕组、二次绕组和铁心构成，一、二次绕组和铁心之间均有相匹配的绝缘措施。电压互感器正常工作时，二次回路电压与一次回路电压成正比，磁通密度接近饱和。其一次侧直接并联在被测高压两端，二次侧接电压表、电压传感器等高阻抗负载，相当于变压器空载运行。电压互感器一次侧和二次侧的电压比等于两侧的匝数比，一般来说电压互感器的二次电压为220V、100V或57.7V，供保护、计量、测量仪表、操作回路使用的装置，通俗讲就是一台降压变压器。若电压互感器二次侧短路时其二次侧电流等于二次侧电压除以二次侧线圈电阻（该电阻很小）这样将在二次侧产生一个很大的电流，由此引起的电动力、损耗可以在极短的时间内损坏电压互感器。
1.2、接线方式
电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组和被测电路并联，二次绕组应和所接的测量仪表、电保护装置或自动装置的电压线圈并联，同时要注意极性的正确性。
1.2.1、Y，yn接线方式（图一）：主要采用三铁芯柱三相电压互感器，多用于小电接地故障，高压侧中性点不允许接地，故不能测量对地电压。
1.2.2、YN，yn接线方式：多用于大电流接地系统。
1.2.3、YN，yn，do接线方式：也称为开口三角接线，在正常运行状态下，开口三角的输出端上的电压均为零，如果系统发生一相接地时，其余两个输出端的出口电压为每相剩余电压绕组二次电压的3倍，这样便于交流绝缘监视电压继电器的电压整定，但此接线方式在10kV及以下的系统中不采用。
1.2.4、Vv接线方式（图二）：广泛用于中性点绝缘系统或经消弧线圈接地的35k及以下的高压三相系统，特别是10kV三相系统，接线来源于三角形接线，只是“口”没闭住，称为Vv接线，此接线方式可以节省一台电压互感器，可满足三相有功、无功电能计量的要求，但不能用于测量相电压，不能接入监视系统绝缘状况的电压表。
2、常见故障
2.1、电压互感器内部发生匝间、层间或相间短路以及一相接地等故障。
2.2、10kV系统一相接地，其他两相的对地电压升高将变成线电压，由于电压升高引起电流增加，导致熔丝熔断。
2.3、电力系统发生铁磁谐振。近年来由于配电线路、电缆及用户的大量增加，使10kV系统得电气参数发生了很大变化，逐渐形成了谐振条件，加之有些电压互感器励磁特性不好，因此，铁磁谐振过电压经常发生。电力系统谐振时在电压互感器上将产生过电流，除造成一次侧熔丝熔断外，还经常导致导致电压互感器烧毁事故。
2.4、二次回路短路故障，导致一次侧熔器熔断或者电压互感器爆裂，这是较常见的电压互感器短路故障现象。
3、导致电压互感器二次短路故障原因
电压互感器短路故障大多是因二次回路短路引起的。
3.1、未按安装工艺标准施工
3．1．1、故障现象：某工厂配电室首次通电试运行不到五分钟，母线电压互感器（PT）柜一声巨响，随之而内部绝缘物质喷出、高压熔断器熔断，PT本体炸裂。
经查短路故障点如图三，是由于PT二次接线端的2c引线裸露部分触及PT底座铁板，其位置在本体二次接线端和低压熔断器（或空开）前段，低压熔断器（或空开）未起到保护隔离作用。安装人员在二次回路接线端子引接二次线时，二次线随锣栓顺时针旋转，触及电压互感器底板短路，这时候造成电压互感器故障爆裂的主要原因。
3.1.2、回路中联结电缆施工不规范、缆芯绝缘损坏与外层铁铠、屏蔽层接触存在短路现象。
二次线绝缘及导线不能有损伤。在PT二次绕组引出线至端子排空开前的二次回路上，由于安装工艺粗糙及野蛮施工调试导致二次线受压受磨损伤，存在质量安全隐患，容易引起多点接地短路。
3.1．3、电压互感器接线中存在隐患，测量、计量、保护、开口三角等绕组存在接线错误。
3.2、巡查维护、定期检验不到位3.2.1、二次回路导线受潮、腐蚀及损伤而发生一相接地，又发展成二相接地短路。3.2.2、内部存在有金属短路缺陷，造成二次回路短路。3.2.3、户外端子箱严重受潮，端子联结处产生锈蚀引起二次短路。
4、二次短路故障原因分析
4.1、电压互感器二次电压与一次电压相比低得多，故二次侧匝数很少，内阻很小，绕制在同一芯柱体。绕组感应电动势Ｅ与其匝数成正比，即E=4.44fNΦ，变压比ΔK%=U1/U2=N1/N2=I2/I1。。正常运行中电压互感器二次侧负载阻抗较大，相当于开路运行，其中流过的电流很小。电压互感器的二次电压的大小，与一次电压相关，二次电压产生的磁势，平衡一次电压磁势。电压互感器本身阻抗很小，若发生二次回路短路故障，或二次线组再发生另一点（两点及以上）失地时，二次绕组线圈短路，负载阻抗为零，二次电压等于零、磁势也等于零，一次电压就将全部作用于激磁，使铁心严重饱和、正弦交变磁通变为梯形波，二次绕组将感应较大的电流，磁饱和会使铁损增加而发热，持续时间较长时，会使绕组的绝缘性能下降或烧坏。同时还会造成二次侧熔断器熔丝熔断，影响表计，严重时，可能引起保护装置误动作和烧毁电压互感器，因此二次绕组不能短路或接地运行。
4.2、电压互感器二次接地属于保护接地，主要是防止一、二次绝缘击穿，高压侧串到二次侧来，对人身和设备造成危害。另外，因二次回路绝缘水平低，若没有接地点，也会打穿，使绝缘损坏更严重，所以二次必须可靠接地。
5、防范措施
5．1、工艺改进
5．1．1、在电压互感器底盘车上的辅助开关内侧，采用防止短路的绝缘隔板等绝缘材料，同时在裸露长度适宜的线头穿进辅助开关二次线时应加绝缘护套。
5.1．2、电压互感器手车上的二次线应加绝缘护套，严禁在转动处、伸缩轴边布线。定期检查电压互感器手车上的二次接线情况，确保其处于良好状态。在电压互感器二次接线端因接二次线时，二次引接线铜接头应装有绝缘护套，拧紧锣栓时应防止二次线随锣栓旋转，一面触及电压互感器底座铁板。
5．1．3母线电压互感器二次小室或端子箱装设自动湿度控制防潮除湿装置。
5．2、合理配置电压互感器二次回路的熔断器
熔断器的熔丝必须保证在二次电压回路内发生短路时，其熔断时间小于保护装置的动作时间，熔断器的容量应满足最大负荷时不熔断。
5．2．1、在电压互感器二次回路出口，应装设总熔断器或自动开关，用以切除二次回路故障。自动调节励磁装置及强行励磁用的电压互感器的二次侧不得装设熔断器，因为熔断器熔断会使它们拒动或误动。
5．2．2、若电压互感器二次回发生故障，由于延迟切断二次回路故障时间可能使保护装置和自动装置发生误动或拒动，因此应装设监视电压回路完好的装置。此时宜采用自动开关作为短路保护，并利用辅助触点发出信号。
5．2．3、在正常运行时，电压互感器二次开口三角辅助绕组两端无电压，不能监视熔断器是否断开；且熔丝熔断时，若系统发生接地，保护会拒绝动作，因此开口三角绕组出口不应装设熔断器。
5．2．4、接至仪表及变送器的电压互感器二次电压分支回路应装设熔断器。
5．2．5电压互感器中性点引出线上，一般不装设熔断器或自动开关。采用B相接地时，其熔断器或自动开关应装设在电压互感器B相的二绕组引出端与接地点之间。
参考文献：
[1]四川联合大学范锡普主编.发电厂电气部分（第二版）〔M〕.水利电力出版社，1995.11
[2]国家电力调度通信中心编.电力系统继电保护使用技术问答（第二版）〔M〕.中国电力出版社，2000.2