電容式電壓互感器（CVT）是舟山電網使用比較廣泛的的一種電力設備。它由電容分壓器和中間電壓電磁單元組成，可兼顧電壓互感器和電力線路載波耦合裝置中的耦合電容器兩種設備的功能。在110kV及以上的系統中已經逐步取代原有的線路電磁式電壓互感器，成為系統中不可缺少的一種設備。

隨著CVT的廣泛使用，運行中也出現了一些問題，主要表現為運行中二次電壓異常或預防性試驗中電容分壓器電容量和介損超標。為深入查找CVT發生缺陷的原因，檢修試驗人員對有問題的CVT進行了試驗分析和解體檢查，并探究了產生故障的原因。

故障現象

2010年5月浙江舟山某110kV電站，110kV付母C相壓變在電網正常運行條件下，發生故障，二次電壓顯示值偏低。該電容式電壓互感器型號為TYD110/3-0.02H，生產日期2005年6月，為了便于進行故障說明和分析，首先給出其電氣接線原理圖，如下：

圖1 電容式電壓互感器接線原理圖

該電容式電壓互感器的高壓電容C1（包含C11、C12兩個單元）、中壓電容C2以及安裝在下部油箱中的電磁單元組成，其電容量分別為：C11與C12串聯后組成C1電容量為0.0282μF，C2=0.06645μF，電磁單元中間變壓器的一次端B在C12與C2的中間抽頭處，三個二次繞組的接線端子1a，1n，2a，2n，da，dn，通過接線端子盒引出，N端子經出線盒接地。

故障發生后，試驗人員對這臺CVT進行了預防性試驗，與歷史數據相比，發現它的C1電容量和tand正常，C2的電容量和tand卻明顯偏高，初步分析C2中有電容元件被擊穿。

電氣試驗分析

由于設備比較笨重，移動不方便，在停電后試驗人員首先在現場拆掉引線對其做了常規例行試驗。CVT的外觀無損傷痕跡，檢測電磁單元二次出線端對地絕緣、繞組間的絕緣，均大于5000MΩ，絕緣合格。隨后又對其高壓電容C1和中壓電容C2的電容量、tand進行了測量。

采用相同的測試方法，使用儀器山東泛華AI6000-E電容介損測量儀，測試數據與設備投運前和上次預防性試驗的試驗數據相比C1 基本無變化，而C2的電容量和介損卻有明顯變化，誤差達到+6.5%。同時將故障相電容值與健全相的電容值進行比較，部分試驗結果如下表1所示：

表1 C1 、C2與歷史數據的比較

由上表可以看出故障相C2的電容量和介損與健全相相比變化很大，也與實際二次輸出電壓低的情況符合，我們懷疑故障相CVT二次輸出電壓低是由于C2部分電容元件被擊穿使電容量增大，而引起的二次分壓的改變。

CVT解體檢查

為了防止故障進一步擴大，了解故障的真正原因，檢修人員現已更換了該付母C相壓變，并采取了相應對策，對其進行了解體檢查。在吊罩之后也對電容單元進行了試驗，與吊罩前相比試驗數據基本無變化，說明該故障與CVT外罩、試驗接線、雜散電容等的影響基本無關。

于是，檢修人員繼續解體檢查，結果發現中壓電容C2的25片電容元件中最后兩層有明顯的放電燒傷痕跡，而C1 的各電容元件完好，這與電容量和介損的測量結果是一致的。由此，可以判定該CVT二次電壓低是由于C2的部分電容元件被擊穿引起的。解體檢查結果如下所示：

圖2 被擊穿的電容元件

防止對策

由上述分析可知，該CVT的中壓電容C2的25片電容元件只有兩片被擊穿，二次電壓下降約8.5% 。在二次電壓下降幅度不大時，保護并不會動作，不發生電壓回路斷線信號，該CVT還可以繼續運行。但是在長時間運行壓力下，不但會引起較大的計量誤差，還可能導致更多的電容元件被擊穿，從而引起CVT的爆炸事故。

檢修人員建議，針對這一缺陷對該廠家同一類型的CVT做抽樣調查、跟蹤記錄，并沒有發現類似的情況，說明并不是家族性缺陷。檢修人員還設想在每相CVT的二次電壓回路接入保護裝置，通過計算三相相電壓的不平衡度并與標準值比較，加強監視及時告警。

結束語

由于CVT設備的特殊性，目前在線監測和預試工作還有待深入開展。為此，筆者結合實際工作經驗，提出以下建議：

（1）生產廠家應加強CVT制造過程的控制，重點監控電容元件的選擇與安裝工藝。

（2）檢修試驗人員按照相關規程定期開展CVT的預防性試驗，如發現電容值的變化要認真分析，根據實際情況必要時縮短試驗周期。

（3）運行人員應加強對CVT二次電壓的巡視，監測異常數據并做出綜合分析。