1 引言

目前在110kV及以上的高压电力系统中，通常采用电容式电压互感器（Capacitor Voltage Transformer，CVT）作为电压、功率测量、继电保护及载波通信使用[1]。与电磁式电压互感器相比，电容式电压互感器具有绝缘结构合理、造价低及运行可靠性高等优点，因此在超、特高压系统中，电容式电压互感器被广泛应用。

电容式电压互感器主要由电容分压器与电磁单元组成。电磁单元包括中间变压器、补偿电抗器及其保护装置（通常采用氧化锌避雷器）和阻尼器等组成。运行经验表明电容式电压互感器常见的故障有电容单元或电磁单元损坏、补偿电抗器两端保护用避雷器故障、阻尼器中速饱和电抗器参数不当、电容分压器末屏接地不良及二次接线松动等。这些故障将导致电容式电压互感器二次电压输出异常，对保护及测量带来严重影响，威胁电网的安全运行[2-4]。

电网在运行中，由于谐振过电压、长时间受潮老化等原因导致电磁单元中避雷器故障，进而导致二次电压异常的案例[3-5]时有发生。本文以某500kV线路CVT二次电压异常为例进行详细分析。

2 故障经过

2017年12月26日21时16分，某站在对一条500kV线路检修后恢复运行。线路带电之后，监控显示两套线路保护装置均为告警信号，检查发现线路三相电压中B相电压明显偏低，且相位比正常状态超前约67°。监控和保护装置显示的线路三相电压见表1。

表1 线路三相电压 Tab.1 The 3-phase voltage of the line

电压 A相 B相 C相监控设备/kV 294.95 90.85 294.63保护装置/V 59.00∠0° 19.13∠-53° 59.00∠120°

通过对CVT本体红外测温发现，线路B相电磁单元为53℃，而A、C同位置温度仅为5℃，B相温度明显高于其他两相，CVT红外测温情况如图1所示。

另一方面，由于工场手工业没有能力满足资本主义生产方式促进和扩大生产的需求，从而产生了现代大工业。更多的原材料、更大的销售市场是资本主义大工业发展的需要，这迫使资产阶级在世界范围内寻求原料基地，开拓销售渠道，打破一切阻碍世界市场的障碍和壁垒。随着世界市场的建立与发展，流通和交换突破地域的限制，使物质和精神在世界范围内流动，人们实现了最大限度的普遍交往，使资本主义生产方式的文明得以在世界范围内传播，世界历史由此形成。

图1 CVT B相红外测温情况 Fig.1 Infrared temperature measurement of the B-phase CVT

3 故障排查

3.1 一、二次检查情况

由表3中的油化数据可知，油中乙炔含量为0，总烃含量仅为6.83μL/L，H2为28.92μL/L，上述各气体成分含量均未超过DL/T722—2004《变压器油中溶解气体分析和判断导则》[6]中的规定值。利用DL/T722—2004中的 “三比值”法对油中特征气体进行分析，结果见表4。

“对分课堂”的教学理念最早出现在大学教学中，引入中学阶段是教学发展的必然结果.尤其是在高中物理的教学中，大量的实践需要学生同手去做.不管是电学的电路还是力学.人教版在教材的设计中充分考虑了学生的后续发展，将教材内容和教学方法都做出了适当的更新，满足了当前物理教学的需求.

二次检修人员对线路CVT端子箱进行了检查，CVT端子箱内无受潮、凝露现象，CVT各二次绕组接地良好，二次线接线情况良好，通压试验无异常，测量各二次绕组绝缘电阻正常，见表2。

表2 CVT各二次绕组对地绝缘电阻 Tab.2 The insulation resistance of CVT secondary coil

注：CVT第二绕组未接至CVT端子箱。

CVT二次绕组 第一绕组 第二绕组 第三绕组 开口三角形绕组绝缘电阻/MΩ ≥2 000 － ≥2 000 ≥2 000是否合格 合格 － 合格 合格

3.2 诊断性试验

本次异常CVT型号为WVB500-5H，其原理结构如图2所示。额定电压比为投运日期为2012年6月1日。为进一步查明故障原因，现场试验人员对异常的B相CVT进行了诊断性试验。其中油化实验数据见表3。

图2 500kV CVT原理结构图 Fig.2 The principle structure chart of 500kV CVT

表3 CVT油化试验数据 Tab.3 Oil test data of CVT

组分名称 含量/(μL/L)H2 28.92 CH4 4.14 C2H6 1.53 C2H4 1.16 C2H2 0总烃 6.83 CO 109.39 CO2 485.02

停电后，现场一次检修人员对线路CVT B相包括二次接线盒在内进行了详细的检查，检查了中间变压器低压侧接地情况、末屏接地、二次绕组保护避雷器、二次端子紧固情况、CVT试验小刀开关位置状态、CVT油位等，均未发现明显异常。

表4 “三比值”法结果 Tab.4 The result of the "3R"

项 目 C2H2/ C2H4 CH4/H2 C2H4/C2H6比值 0 0.143 0.758对应编码 0 0 0故障类型 低温过热（低于150℃）

根据表4的“三比值”法，可知该电容式电压互感器电磁单元内部存在低温过热（低于150℃）故障，与现场红外测温结果一致。

对异常的B相CVT电容分压器的绝缘电阻、介质损耗及电容量进行试验，试验数据见表5。

表5 CVT元件试验数据 Tab.5 The component test data of CVT

电容主绝缘电阻/MΩ tgδ(%)C（实测）/pF C（初始）/pF ΔCx(%) C（总）/pF C13 40 000 0.064 15 430 15 480 -0.32 C12 40 000 0.076 15 470 15 440 0.19 C11 40 000 0.067 17 740 17 700 0.23 C2 10 000 0.106 119 000 118 900 0.08 5 149

电容式电压互感器回路中有电容和非线性电感（中间变压器的励磁电感Lm），当一次合闸充电时，过渡过程可能产生铁磁谐振，谐振产生的过电压超过补偿电抗器两端并联的保护避雷器的动作电压时，避雷器动作，切除电抗器，破坏谐振回路参数，从而消除内部的铁磁谐振[7-9]。下面以本次线路CVT二次电压异常为例，定性和定量分析避雷器故障后导致二次电压数值下降、相位超前的原因。

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表6 CVT二次绕组直流电阻 Tab.6 The DC-resistance of CVT secondary coil

二次绕组 1a-1n 2a-2n 3a-3n da-dn直流电阻/mΩ 25.07 46.93 51.78 157.6

从表6可以看出，中间变压器二次绕组直流电阻数值正常，二次绕组不存在断线情况。

一杭被带到会客厅。范坚强当中坐着，雪萤站在一边，被两名青年男子扣着手臂。范坚强把手中的茶杯放在茶几上，看了一眼一杭：“东西带来了？”

收获现值法主要运用了财务管理中计算现值的方法，通过预测林木到达主伐期的木材量，利用木材市场价格倒算出木材价值并折现，才扣除核算日到主伐期可能产生的各项支出的现值，剩余即为该核算对象的核算价值。其计算公式为：

对电磁单元中间变压器进行相关绝缘电阻、交流耐压测试，测试结果见表7。

表7 中间变压器试验数据 Tab.7 Test data of the intermediate transformer

保护避雷器 二次绕组 N点绝缘电阻/MΩ 绝缘电阻/MΩ 交流耐压 交流耐压0.1 8 000 2kV/1min 2kV/1min

由表7可知，中间变压器二次绕组绝缘电阻及交流耐压试验情况正常，补偿电抗器两端并联的氧化锌避雷器绝缘电阻仅为0.1MΩ，不符合技术要求。

根据以上排查及试验结果，初步断定本次线路CVT B相电压异常的原因可能是补偿电抗器两端并联的保护避雷器故障导致。为进一步明确具体原因，现场对故障CVT进行了更换，并将故障CVT进行返厂解体检查，更换后线路重新投入运行，线路二次电压三相显示正常。

4 解体检查

式（3）可进一步写为

本产品补偿电抗器两端并联的保护避雷器在电磁单元外部，放置在二次接线盒内，如图4a所示，为西安高压电瓷厂生产的HYW-2.0/4.5型保护避雷器，额定电压2kV，持续运行电压1.6kV。

生活因物联网的兴起而不断发生变化，我们开始被网络化和信息化所包围。物联网应用在家庭中，使用户可以随时随地与家中的智能设备进行连接和交互，创造出了更高效、更舒适、更安全、更便捷、更人性化的智能家居生活。

图3 故障CVT电磁单元内部结构实物图 Fig.3 Internal structure of the fault CVT electromagnetic unit

由式（4）可得CVT的等效电路图及相量图如图6所示。当C1和C2固定时（即压降比K一定），将随˙I的变化而变化，使电压比误差无法满足精度要求，所以需要配置补偿电抗器，当参数配合恰当时，ωLT = 1/ωC，就只受数值很小的电阻rC + rL压降的影响，这里LT为补偿电抗器电感L和中间变压器漏电感Lk之和。由式（4）可得等效电路如图6a所示，其中Z为折算至一次侧的等效负载阻抗。

图4 保护避雷器解体情况 Fig.4 Disintegration inspection of the protection arrester

经过上述故障排查、返厂解体检查，可以基本断定造成本次线路CVT二次电压异常的原因是CVT电磁单元中补偿电抗器两端并联的保护用避雷器内部阀片损坏，绝缘降低导致。

5 故障原因分析

从表5可以看出，CVT各部分主绝缘正常，电容量与初始值比较未见异常，介质损耗值未超过电力设备预防性试验规程，电容分压器运行状态良好。

5.1 CVT工作原理

CVT利用阻抗分压原理，电容分压电路如图5所示。

注浆泵选用最大注浆压力20 MPa以上，排浆量为 50～300 L/min，性能稳定、操作方便的高压注浆泵。注浆作业于成桩3天后开始。

图5 CVT原理图 Fig.5 The circuit diagram of CVT

设电容器C1、C2和补偿电抗器L的阻抗为

式中，rC1、rC2为电容器C1和C2有功损耗的等效电阻；C1、C2分别为高压电容和中压电容的电容量；rL为补偿电抗器线圈的电阻值；L为补偿电抗器电感值。

由电路定律可得

由式（2）可得

其中，ZC2/(ZC1 + ZC2) ≈ C1/(C1 + C2) = K为CVT的降压比；ZC1ZC2/(ZC1 + ZC2) = ZC = rC + 1/(jωC)为电容分压器的等值阻抗，rC、C为等值电阻和等值电容，且C = C1 + C2。

对电磁单元中间变压器进行直流电阻测试，二次绕组的直流电阻测试结果见表6。

为了最终确定CVT的故障原因，在日新电机（无锡）厂内对其进行解体检查，电磁单元的内部结构如图3所示。对中间变压器进行感应耐压试验，在150Hz下施加12.5kV试验电压，结果正常。拆开电磁单元封板，检查发现，电磁单元内部绝缘油油色透明清澈，无任何悬浮杂质存在，排油后检查电磁单元内部接线完好，未发现放电、发热痕迹，测量补偿电抗器直流电阻为298Ω，符合厂家设计要求。

采用1 000V电压测量避雷器绝缘电阻为0MΩ，万用表测量为1 461Ω。对保护避雷器进行解体检查，发现阀片压紧弹簧歪斜，避雷器电阻阀片中部有一处放电痕迹，电阻阀片侧面、避雷器环氧绝缘筒内壁发生沿面放电并烧黑，如图4b～4d所示。

2.人事管理体制改革。建议参照自治区外部分旅游区（开发区）和南宁高新区管委的模式，允许涠管委、涠洲镇及其所属事业单位，探索实行全员聘任制。除涠管委领导班子成员和涠洲镇领导班子正职外，其他所有人员实行竞争上岗，按岗履职，按岗设酬。原在编人员实行身份挂档（挂档期间正常办理晋升职务、年度考核和工资调档，调动时仍按原身份进行）。

电容分压器的输出端接中间变压器，其等效电路如图6b所示，CVT的中间变压器的励磁电流很小，几乎可以忽略，即认为中间变压器励磁阻抗接近无穷大，进一步简化等效电路如图6c所示，其中XC = 1/(jωC)，Xk = jω(L + LkT)，rk = rC + rL + rkT，LkT 和rkT为中间变压器的短路电感和短路电阻，对应的电压平衡方程式为

根据式（5）可对电容式电压互感器进行理论分析和相关计算。其对应的相量图如图6d所示。

图6 CVT等效电路及相量图 Fig.6 The equivalent circuit and phasor diagram of CVT

在补偿电抗器的工程设计上，通常使Xk = XC，以减小电压比误差，相位误差主要来源于电压互感器负载阻抗Z的功率因数，cos φ = 1时，与同相位，另外由于电阻值rk很小，正常工况下，基本可以认为≈K。

5.2 故障后相量分析

本次补偿电抗器两端并联的避雷器故障后，绝缘电阻为0，失去保护作用，万用表测得避雷器电阻为1 461Ω，远小于补偿电抗器阻抗21.5kΩ，两者并联后近似等效为电阻rM = 1 461Ω，电容器等效电阻（约27Ω）和中间变压器短路电阻数值很小可忽略，等效电路如图7a所示，其中XkT = jωLkT远小于XC，此时对应的电压平衡方程式为

该反应遵循亲核消除机理，是可逆反应。与酯化反应相同，为使反应超正方向进行可加热脱水或使用甲苯等带水剂除去反应生成的水。

克里斯在荒野的几个月中，接受了最好的教育—存在教育。荒野是“存在”，是不言的教育者，“无为”地疗愈了不幸童年给克里斯带来的伤害，平复了物化人性带给他的绝望刺激。他放下了愤怒、忧郁、恐惧、绝望，拿起了老子笔下所描述的“复归于婴儿”的力量。于是，他从生命的原点出发，全新地走回人群。尽管那条变了脸的河流阻隔了他，然而他已然经历了开悟的三境界，从“看山是山，看水是水”到“看山不是山，看水不是水”，再到“看山还是山，看水还是水”。

由式（6）可知，故障后CVT等效电路呈容性，电流˙I超前电压，超前的角度取决于等效负载的大小及功率因数，对应的相量图如图7b所示，显然负载压降数值U2也会小于KU1，即会出现本次案例中的异常线路CVT二次电压数值下降、相位超前的情况。

图7 故障CVT的等效电路及相量图 Fig.7 The equivalent circuit and phasor diagram of the fault CVT

5.3 故障后定量分析

根据上述故障后的CVT等效电路，忽略和结合本文案例各项试验数据，进行定量计算分析，表8给出了本次计算用参数。

表8 计算用各参数 Tab.8 The calculate parameters

参数 C1/pF C2/pF XC/Ω K数值 5 382 119 000 25 591 0.043 3参数 rL/Ω rM/Ω XkT/Ω U1/kV数值 296 1 461 5 090 295∠-120°

设中间变压器二次输出电压为，则根据图7a可得

式（7）中kT为中间变压器的电压比，取值为218，根据表8中各参数，结合式（6）和式（7）得

选取不同的等效负载阻抗，利用Matlab软件进行数值仿真计算，计算结果如图8所示。

图8 二次电压计算结果 Fig.8 The calculation of secondary voltage

由图8可以看出，二次输出电压幅值u2随着等效负载阻抗Z的增大而增大，且二次输出电压u2的相位会超前正常的角度（-120°），等效负载阻抗越小，二次输出电压u2的相位超前角越大；等效负载阻抗的功率因数越大，二次输出电压幅值u2越小，u2的相位超前角也越小（与正常角度-120°比较）。

将现场检查的二次电压19.13∠-53°代入式（8），可得Z = 7 229∠0.77°Ω，即等效负载Z为7 229∠0.77°Ω时，将会出现本次案例中二次电压异常情况。

6 结束语

本文根据一起500kV CVT避雷器的故障处理及原因分析，研究了CVT补偿电抗器两端并联的保护避雷器故障，导致互感器二次输出电压异常的原因，得出以下结论：

（1）本次CVT二次输出电压异常的原因为CVT电磁单元中补偿电抗器两端并联的保护用避雷器内部阀片损坏，绝缘降低。

（2）应加强对CVT保护用避雷器的运维措施，加强对运行中CVT二次电压的监测，发现异常及时汇报。

2.1.1 运动症状：帕金森病患者明显可见的静止性震颤、肌强直、运动迟缓、姿势步态异常等运动症状可在公众场合表现出来，这些身体形象的改变会引发患者的羞愧感、尴尬感和孤立感[9-10]。有研究认为帕金森病患者病耻感与其外在形象改变和功能逐渐丧失有关，同时语言沟通障碍和“面具脸”所致的非语言沟通障碍也不可避免地导致患者的孤立，感到一种与他人逐渐疏远的感觉[8]。因此，患者可能被他人误认为隐瞒病情和不愿与人沟通，加重患者的孤立感。运动症状可直接导致社会孤立和自我歧视，因此运动症状是帕金森病患者病耻感的主要来源。

（3）随着交直流混联电网的发展，电网中谐波成分明显复杂，对CVT的各参数配合提出了新的课题，需要组织专业技术人员，优化CVT各参数配置，抑制可能出现的铁磁谐振。

（4）通过相量定性分析了CVT中的保护避雷器故障后，CVT二次输出电压数值偏小、相位超前的原因。

（5）结合本次试验数据，定量分析了CVT中的保护避雷器故障后，CVT二次输出电压随负载的变化情况，并通过计算得出当等效负载Z为7 229∠0.77°Ω时，将会出现二次电压异常情况。

参考文献

[1]刘胜军．电容式电压互感器的安全运行探讨[J]．变压器，2012，49(1)：73-75．Liu Shengjun. Safe operation discussion of capacitor voltage transformer[J]. Transformer, 2012, 49(1): 73-75.

[2]洪乐洲，吴贻志，李靖翔．电容式电压互感器二次电压异常分析处理[J]．电力电容器与无功补偿．2012，33(3)：73-76．Hong Lezhou, Wu Yizhi, Li Jingxiang. Analysis and treatment on abnormal secondary voltage of capacitor voltage transformers[J]. Power Capacitor & Reactive Power Compensation, 2012, 33(3): 73-76.

[3]张广东，温定筠，胡春江，等．一起CVT故障的处理及分析[J]．电力电容器与无功补偿．2015，36(1)：64-66．Zhang Guangdong, Wen Dingjun, Hu Chunjiang,et al. Treatment and analysis of one CVT fault[J].Power Capacitor & Reactive Power Compensation,2015, 36(1): 64-66.

[4]易冉，梁育雄，黄启泰，等．一起 220 kV CVT二次失压故障的分析与试验[J]．电力电容器与无功补偿，2014，35(5)：86-90．Yi Ran, Liang Yuxiong, Huang Qitai, et al. Fault analysis and test on secondary voltage loss of 220 kV capacitor voltage transforme[J]. Power Capacitor &Reactive Power Compensation, 2014, 35(5): 86-90.

[5]周月，朱建军．CVT保护用避雷器故障分析[J]．河北电力技术，2007，26(2)：50-51．Zhou Yue, Zhu Jianjun. Fault analysis on surge arrester of CVT[J]. Hebei Elctric Power, 2007, 26(2):50-51.

[6]中华人民共和国电力行业标准．DL/T 722—2014变压器油中溶解气体分析和判断导则[S]．北京：国家能源局，2015．

[7]郜洪亮，李琼林，余晓鹏．电容式电压互感器的谐波传递特性研究[J]．电网技术，2013，37(11)：3126-3129．Gao Hongliang, Li Qionglin, Yu Xiaopeng, et al.Harmonic transfer characteristic of capacitor voltage transformer[J]. Power System Technology, 2013,37(11): 3126-3129.

[8]王黎明，方斌．500kV电容式电压互感器暂态特性仿真[J]．高电压技术，2012，38(9)：2389-2396．Wang Liming, Fang Bin, Simulations on transient characteristics of 500kV capacitor voltage transformer[J]. High Voltage Engineering, 2012,38(9): 2389-2396.

[9]杜永平，曹新义，李友忠，等．电容式电压互感器铁磁谐振的理论分析及处理[J]．安徽电气工程职业技术学院学报，2008，13(3)：2-5．Du Yongping, Cao Xinyi, Li Yizhong, et al. The theoretical analysis and disposal of CVT in the ferroresonance[J]. Journal of Anhui Electrical Engineering Professional Technique College, 2008,13(3): 2-5.