（中铁电气化局集团第三工程有限公司 450052）
摘要：通过分析兰新高铁牵引系统27.5kV油浸电磁式电压互感器在运行2个月后出现膨胀器油位异常，变压器油中H2、CH4严重超标现象等故障情况，结合生产厂家出具的检验数据，找出故障发生的根本原因，并实施相应的整改措施。
关键词：兰新高铁；27.5kV油浸电磁式电压互感器；膨胀器油位异常
一、故障情况及故障分析
兰新高铁牵引变所使用的户外27.5kV油浸电磁式电压互感器由国内某互感器集团有限公司生产。出厂试验报告和现场交接试验报告结论均为合格，受电启动时无异常情况。基本参数如下：
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1、故障情况：
2015年3月9日，巡视人员发现MY牵引变电所6TYH、4FYH油位超上限，4TYH油位接近上限。将6TYH、4FYH退出运行，4TYH维持运行。3月11日将MY牵引变电所3TYH、3FYH更换至4TYH、4FYH。3月11日巡视发现MY牵引变电所6FYH油位达到上限，退出运行。
3月11日巡视发现AT12所1TYH油位达到上限，退出运行。
3月13日巡视发现MH南牵引变电所3TYH油位超上限，退出运行。
2、初步故障分析
故障发生后，厂家进行了油化验检测，数据与出厂试验对比如下：
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电压互感器出现膨胀器油位异常，说明压互内部发热造成变压器油温度升高或者有变压器油分解。
变压器油化验结果说明变压器油中产生了大量的H2、CH4，而C2H2数据依然正常，依据《变压器油变压器油溶解气体分析和判断导则摘录》判断，压互内部局部放电异常。
3、返厂试验：
根据现场情况和初步的油化验结果，厂家确定试验和解体方案。
A、试验方案如下：
1）抽取一台产品做全部的例行试验试验并对比检查；2）工频耐压和感应耐压均按例行试验数值100%（本次重复试验不按80%，为找出问题而提高试验电压）；3）测试励磁特性；4）进行试验前后油化验；油化验报告应有色谱分析、含水量等数据。
B、解体方案如下：
1）外观检查：外观有无明显缺陷；2）放油检查：变压器油有无明显杂质；3）吊芯检查：器身表面有无明显缺陷；4）解体检查：器身各部位（铁心、一次绕组、层间绝缘、段间绝缘等）有无击穿灼烧痕迹或其他缺陷。
4、返厂试验和解体结果：
A、试验数据：
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从试验数据结果来看，出现了变压器油中H2和CH4含量较高，局部放电测量增大等现象，说明电压互感器在运行过程中内部有低压放电情况。
B、解体结果：
1）外观检查：铭牌、标志、接地栓、接地符号、出线端子符合要求，油标、油阀完好，产品无渗漏油现象。瓷件无破损现象，膨胀器油位均已恢复正常。
2）放油检查：目视变压器油透明，无变色现象，无明显杂质；
3）吊芯检查：器身表面无放电痕迹、无碳化或其他变色现象、无金属杂质、无松散开裂现象。
4）解体检查：铁心无锈蚀现象。一次绕组和二次绕组排列整齐且无放电痕迹，层间绝缘和段间绝缘均整齐完好无放电痕迹；器身外部尺寸和绕线匝数均与记录相符、层间绝缘和段间绝缘的厚度均符合图纸要求。
综上所述，解体检查未发现异常情况。
二、故障分析结论
1、故障压互中个别台变压器油中仅有少量气体分解，但仍然出现膨胀器油位接近上限的情况。这说明膨胀器容积偏小，相对于兰新高铁的运行环境温度变化（气温为+40℃～-40℃）导致的变压器油体积变化补偿不足。造成在温度回暖之后，油标指示位置异常升高，接近或超出油标刻度上限；
2、现场部分产品出现变压器油中H2和CH4含量较高的现象，属于低能放电范畴；对兰新高铁的运行环境（电网系统实际工作情况）考虑不充分造成，产品的绝缘裕度难以完全适应兰新高铁电网系统。
三、整改方案及结果
根据故障分析结论，制定了如下整改方案：
1、膨胀器规格由150×10（补偿容积0.95L）调整为175×9（补偿容积1.71L）。
整改原因：原膨胀器容积偏小，相对于兰新高铁的运行环境温度变化（气温为+40℃～-40℃）导致的变压器油体积变化补偿不足，气温回升时膨胀器油位上升过快。调整后的膨胀器能适用兰新铁路昼夜温差和全年温差较大的情况。
2）额定磁密由1.07T调整为0.79T。
整改原因：原技术方案满足1.2倍连续运行。但相对于兰新高铁的电网系统工况（过分相、分合闸比较频繁、网压波动严重）裕度不够。调整后的磁密能够很大程度降低在1.5倍下的铁心过励磁导致的铁心和导线发热现象，能够提高电压互感器的励磁电感L，wL＞0时电网呈容性，不易发生谐振现象。
3）工频电场强度由7.6 kV/mm调整为5.4 kV/mm。
整改原因：原技术方案满足工频耐压和感应耐压80kV的要求。但相对于兰新高铁的电网系统工况（分合闸比较频繁）。调整后的电场强度，能够很大程度的提高绝缘裕度，降低操作过电压对互感器的冲击和损伤。
整改后的新产品投入运行后，没有再次出现膨胀器油位异常，变压器油中H2、CH4严重超标现象等故障情况，整体运行工况良好，满足了兰新高铁牵引供电系统的正常运行要求。