电压互感器本质上是一台降压变压器,二次侧正常带的是高阻抗负载(电压表、保护电压线圈),相当于近似开路运行。一旦短路,负载阻抗趋近于零,会短时间产生远高于绕组承受能力的巨大短路电流。
一、原理层面
电压互感器一次绕组匝数多、阻抗大,并联在高压线路上;二次绕组匝数少、阻抗小,外接测量仪表和保护装置的电压线圈等高阻抗负载,正常运行时二次电流很小,属轻载(近似开路)状态,铁芯磁通平稳在额定范围。二次侧一旦短路,阻抗骤然降到几乎为零,按欧姆定律即产生很大的短路电流。
二、具体危害
烧毁二次绕组:二次绕组导线截面小,无法承受大电流冲击,铜损急剧增加、迅速发热,短时间内就会烧毁绝缘层甚至熔断导线、引发起火。
危及一次侧和电网:过大的二次电流会破坏铁芯磁平衡,使铁芯严重饱和、一次电流急剧加大;即便一次侧装有熔断器,也可能因电流上升过快来不及熔断,导致一次绕组过热损坏,并造成电网电压异常、上级熔断器熔断、母线失压,保护与计量全部失效。
人身与设备安稳隐患:绕组烧毁可能产生高温电弧引燃绝缘材料;绝缘破坏后高压可能窜入二次低压回路,危及仪表、保护设备和运维人员安稳。
三、防护措施
二次回路中装设熔断器或小型空气开关(断路器),短路时迅速切断故障;
条件允许时一次侧也装设熔断器,避免互感器高压绕组或引线故障危及一次系统;
二次绕组须有一点可信接地,避免一次高压窜入二次伤人。
