1 故障描述
    我公司35 kV沙堰变电站，10 kV供电系统采用中性点不接地运行方式，单母线运行，母线上装有一组浇注式单相JDZJ-12型电压互感器。2012年连续发生了3次烧毁电压互感器的事故。第一次是10 kV线路发生长时间单相接地故障，造成电压互感器高压侧熔断器熔断1只，电压互感器烧毁1只，消谐阻尼器（型号LXQ2-10）烧毁。第二和第三次分别是电压互感器烧毁1台、熔断器熔断1只。

    2 问题分析
    (1) 产品本身质量问题。产品本身绝缘、铁芯叠片及绕组工艺不过关等，均有可能致使电压互感器发热过大长期处于高温下运行，从而导致绝缘加速老化，出现击穿，使电压互感器烧毁。
    （2）电压互感器二次侧过负荷。如果电压互感器二次侧过负荷，也会使二次侧负载电流的总和超过额定值，造成电压互感器内部绕组发热增加，尤其是在电源电压高于额定电压情况下，电压互感器内部发热严重；其次，10 kV系统属于中性点非有效接地系统，故一次侧电压在运行中容易发生偏移，当某相出现高电压时，该相电压互感器更加容易发生热膨胀爆裂。
    （3）电压互感器二次短路（包括开口三角短路）。电压互感器的二次绕组短路时，所有的电压均降落在一、二次绕组的内阻上，产生大电流，如果持续时间超过1s，电压互感器就会很快烧毁。
    （4）二次侧错误接线引起电压互感器一次侧熔丝熔断或电压互感器烧毁。电压互感器的辅助绕组开口三角两端的线路中存在两点接地的错误接线易引起一次侧熔断器熔断。
    （5）电压互感器结构的影响。研究试验表明，单相电压互感器组的谐振起振电压较三芯五柱电压互感器的低，也就是说，单相电压互感器组更容易激发谐振。这主要是由于两者磁路结构不同造成零序阻抗不同所致。单相互感器组零序磁通的磁路和正序磁通的磁路一样，每相都有自己的闭合回路，因而零序阻抗等于正序阻抗。对于三芯五柱电压互感器，由于其零序磁通经过两个边柱返回，其磁路较长，而且铁芯截面积小，因而其零序磁通磁阻较单相互感器组要大得多。由上所述，谐振是由零序磁通造成的，三芯五柱互感器零序磁通遇到的磁阻大，谐振就不容易产生。由于电网发生谐振时，作用在电压互感器上的电压是正序电压与零序谐振电压的叠加，对于三芯五柱互感器，零序电压接近于相电压，正序电压对零序电压阻抗影响不大。
    根据上面理论分析，结合该35 kV变电站实际运行情况和试验数据，分析认为：首先不存在产品质量问题；其次通过对电压互感器二次负荷进行统计，二次负荷在额定容量范围内，二次过负荷导致损坏的理由也不成立；第三，互感器二次绕组（包括开口三角）绝缘良好，不存在短路问题；第四，10 kV电压互感器运行一直正常，二次侧接线不存在问题，即使是更换后的电压互感器，也对二次接线进行了认真核查。进一步分析，当时天气晴朗，系统也无操作，排除大气过电压和操作过电压可能，最终认定造成故障的原因为谐振过电压。由于当时10 kV系统发生接地故障，系统电气参数发生变化，产生激磁涌流，导致电压互感器铁芯饱和，引发铁磁谐振。
    3 防范措施
    防止铁磁谐振，要把谐振的区域范围尽可能缩小，或者设法躲开谐振区，可以从以下几方面进行。
    （1）发生铁磁谐振时，由继电保护将开口三角暂时短接。这时，可能在不稳定区域内某一部分得到稳定，但在谐振过后，应立即将短接的开口三角打开，避免系统单相接地时没有信号。
    （2）测出配电系统对地零序容抗Xc0。和电压互感器的励磁电抗Xm，如果两者相等，则在配电系统接人一组星形连接中性点接地的小容量电容器，或者在变电站受电前，在二次侧的母线上投入一条馈电线，使系统对地容抗与互感器电抗比值远离不稳定区域。
    （3）降低电压互感器的运行电压。在10 kV配电系统中，使互感器的运行电压从10 kV降到5.8 kV，不稳定区域将大大减小，分频区域将缩小一半，基频区域只有很小的一部分，且不存在三次谐波的不稳定区域，缺点是电压互感器没有连接电压表的出线了。
    （4）在电压互感器线圈固有的电阻基础上，增加外接直流电阻，以缩小铁磁谐振的范围。因为电压互感器产生铁磁谐振的条件和互感器特性曲线的饱和点有关，为了使电压互感器不因电压升高而进人饱和状态，选择电阻的容量最好等于电压互感器的容量。接人电阻的方法有：①在电压互感器的一次侧中性点经过渡电阻接地，这种措施除了能限制电压互感器中的电流，特别是限制断续弧光接地时流过电压互感器的高幅值电流外，亦能减小每相电压互感器上的电压（相当于改善电压互感器的伏安特性）。电阻器的额定功率须较大，一般采用额定功率比较大的非线性电阻器与线性电阻器串联。非线性电阻器在低电压下电阻较大，还能阻止谐振发展，对于系统三相电容严重不对称或电压互感器一次非全相熔断器烧断等异常情况均可有效消谐。②在电压互感器开口三角并接电阻R△，R△相当于接到电源变压器的中性点上，故其电阻值越小，越能抑制谐振的发生。
    4 解决问题的过程
    上述故障中，在第一次接到电压互感器烧毁的缺陷汇报后，检修人员进行现场查看时发现：W相电压互感器炸裂，一次熔断器熔断，消谐阻尼器烧毁。现场摇测电压互感器绝缘电阻，U、V相绝缘良好，W相绝缘击穿；二次回路接线检查均未发现问题。经询问值班人员，因后台机故障，线路发生接地后未能及时发现进行选择。将试验测试合格的电压互感器、消谐阻尼器一、一次熔断器进行更换，工作结束后，检查一、二次接线无误，试送电正常。但运行不到一个月的时间，又两次报出W相电压互感器烧毁、一次熔断器熔断的故障。现场摇测电压互感器绝缘电阻、U、V相绝缘良好，W相绝缘击穿；二次回路接线检查均未发现问题。最后，经研究决定，在中性点加装一只电压互感器，取代消谐阻尼器。在更换新的电压互感器，并在中性点加装相同型号的电压互感器后，经过近几年的运行，没有再出现电压互感器烧毁的故障，问题得以解决。