电压互感器（以下简称TV）二次侧中性点通过击穿保险器（JBO）接地主要是为防止一次侧高电压导入二次回路，造成二次回路电压升高，危及二次设备安全运行或造成人身伤害。同时，JBO又能保证TV与大地的绝缘^[1]。正常运行情况下，若JBO发生击穿故障，将造成TV二次侧短路，引起TV所带保护装置误动作，如果运行人员判断处置不当，有可能造成更加严重的误操作事故。本文通过对电厂厂用TV二次侧中性点JBO击穿故障进行分析，找出故障原因，供同行参考，以避免同类设备出现设备保护误动或运行人员误操作的恶性事故。

神华亿利能源有限责任公司（以下简称神华亿利电厂）6 kV厂用电系统为低电阻接地系统。6 kV母线TV接线方式为Y/y、开口三角形，一次侧中性点直接接地，二次侧中性点与大地之间连接JBO，同时二次侧L2相接地，二次侧开口三角形用于检测母线绝缘情况^[2]。

2015-12-16T04：20，神华亿利电厂3号机组DCS光字牌首次报警“6 kV ⅢA段0.5 s低电压保护动作”“6 kV ⅢA段快切装置TV断线”，6 kV ⅢA段母线电压显示为0；就地检查发现6 kV ⅢA段母线TV二次侧断路器跳闸，6 kV A段母线所带6 kV辅机综合保护装置均报警“0.5 s低电压保护动作”。由于TV断线，闭锁6 kV ⅢA段所带辅机低电压Ⅱ段保护（延时9 s），因此母线所带辅机未发生低电压保护跳闸情况。快切装置中母线电压输入信号丢失，因此“6 kV ⅢA段快切装置TV断线”报警。

经初步检查，未发现其他异常情况，初步判断是6 kV ⅢA段母线TV二次侧断路器本体故障。在更换母线TV二次侧断路器后，运行人员合母线TV二次侧断路器，母线电压显示正常，DCS各报警信号消失。

12月16日13：47，3号机组DCS光字牌再次报警“6 kV ⅢA段0.5 s低电压保护动作”“6 kV ⅢA段快切装置TV断线”，同时6 kV ⅢA段母线电压显示为0，就地检查6 kV ⅢA段母线TV二次侧断路器跳闸，6 kV ⅢA 段母线所带辅机综合保护装置均有“0.5 s低电压保护动作”报警。由于已经更换过母线TV二次侧断路器，因此本次故障排除TV二次侧断路器故障的可能，怀疑母线TV二次小母线有绝缘薄弱点。为进一步分析判断是否准确，断开母线上所有辅机低电压保护断路器及母线TV二次侧断路器，断开母线TV二次小母线至故障录波仪、快切装置、分支综合保护测控装置和启动备用变压器保护装置接线，测试TV小母线绝缘性能，L1相、L2相（接地点断开）、L3相、N相对地绝缘良好，可以排除TV二次小母线绝缘不良的可能。

经上述现场故障检查及处理，故障点范围缩小为与TV小母线连接的所有综合保护装置、故障录波仪、快切装置、分支综合保护测控装置、启备变保护装置及TV二次侧回路。考虑到以上装置都是集成化保护装置，装置内部出现问题的可能性较小，结合母线TV二次接线方式，技术人员将排查重点选择在母线TV二次回路。

母线TV控制回路接线如图 1所示，母线TV二次回路中性点经JBO接地，母线TV二次侧L2相接地。如果中性点JBO瞬间击穿，TV二次回路L2相会发生短路，断路器保护跳闸。为了验证该判断的正确性，技术人员调取12月16日04：20：03.883断路器跳闸时的故障录波图（见图 2），发现L2相电压从04：20：03.870开始持续下降，而L1相、L3相电压没有变化。母线TV二次断路器跳闸时有零序电压存在，说明二次系统发生过单相接地故障。根据L2相电压先于L1相、L3相电压降低的现象，可以初步判断本次异常是由于TV二次回路L2相接地首先跳闸引起的。

图1(Figure 1)

图1 母线TV控制回路接线图

图2(Figure 2)

图2 TV二次侧断路器跳闸时的故障录波图

再次检查母线TV，发现二次侧断路器L1相、L2相、L3相、N相之间有连接片固定，这样做是为防止发生单相跳闸后产生零序电压造成零序保护误动作^[3]。因此L2相发生接地短路后连带L1相、L3相、N相断路器一起跳闸。

之后，电厂技术人员对母线TV二次侧中性点JBO的完好性进行了检查验证。在做好相关安全措施后，电厂技术人员将母线TV 摇到检修位置，查看TV 二次中性点JBO 外观无异常，用220 V 兆欧表对JBO两侧进行连续通电测量。在测量过程中发现JBO确实有瞬时导通的现象。拆开JBO检查，发现云母片上有3个小黑点，说明JBO被击穿过。

结合以上检查，可以确定本次故障的原因为TV二次中性点JBO瞬时击穿，导致L2相短路，引起TV二次侧断路器跳闸。

在检查过程中，运行人员反映母线消谐装置近期有过报警，发现后及时进行了复位处理，因此技术人员判断母线TV中性点JBO击穿可能是由于系统铁磁谐振产生过电压导致的。

电厂技术人员更换了JBO，将TV重新投入工作后再未发生TV二次侧断路器跳闸故障^[4]。

在TV二次侧采用L2相接地的系统中，熔断器熔断或二次侧断路器断开后TV二次绕组将失去接地保护，为了保证TV二次侧人员和设备的安全，应在TV二次侧中性点装设过电压保护装置。由于氧化锌避雷器动作后有一定的残压，即非线性电阻片阻抗的存在，导致氧化锌避雷器动作后无法保证TV中性点与大地之间具有良好的金属性连接。因此，在这种情况下不能采用氧化锌避雷器而只能采用JBO。JBO在正常工作电压下被击穿的可能性非常小，但是如果发生击穿事故，轻者造成系统参数异常，重者造成辅机跳闸或机组停运。而且由于JBO被击穿后没有明显的报警信号，极易使运行人员在事故处理时造成误判断。因此有必要对现有的JBO进行改进。

目前，改进型产品主要为电子式击穿保险器（NYD-JBO）。该装置的基本原理是采用高精度非线性电阻连续监测被保护设备和大地之间的电压，经运算放大后采用无触电数字电路作为执行元件。在正常电压下装置阻值很高，仅能通过10 μA级泄漏电流，但在承受高于设定值电压后，却出现很低的电阻，使电流迅速泄入大地，设备的绝缘得到保护，过电压正常后又能恢复到原先的状态^[5]。因此建议可在厂用母线TV二次侧采用L2相接地的系统中用NYD-JBO代替JBO。

通常在厂用母线TV二次侧采用L2相接地的系统中，TV二次侧中性点通过JBO接地，如果JBO发生击穿事故，很容易给电厂运行人员和技术人员带来误判断的风险。本文对神华亿利电厂母线TV二次侧中性点JBO击穿故障进行了原因分析，指出目前使用的JBO存在的问题及改进建议，可供同行参考，避免再发生类似故障。