35kV干式空心電抗器常見故障及整改措施

陳加盛

電抗器是重要的的電力設備，在電力系統中起補償雜散容性電流、限制合閘涌流、限制短路電流、濾波、阻波等作用[1]。干式空心電抗器具有結構簡單、電抗值線性度好、質量輕、設備成本低、安裝維護方便等特點，自1980年代起在我國電網得到了廣泛應用[2-3]，隨著干式空心電抗器運行數量的逐年增多及運行年限的增長，早期產品存在技術不成熟或工藝控制不到位等因素導致產品質量缺陷逐漸顯現[4-5]。老舊的電抗器常見的安全隱患有調匝環線圈老化破損，引拔棒松動變位，外包封絕緣老化脫落，這些安全隱患可能會引起局部電弧放電、絕緣燒損等故障[6-7]，甚至造成匝間短路引發電抗器燒毀事故。根據國家標準GB/T 10229—1988電抗器要求，電抗器如存在嚴重影響安全運行的因素，應立即進行整改。因此，針對這些安全隱患，必須采取相應的整改措施，對調匝環線圈有破損的應更換調匝環，引拔棒松動變位的應使其復位，外包封絕緣老化脫落的應重新噴涂RTV膠，并且要做防鳥格柵以防止鳥類進入電抗器內部。本文以最常見的西安中揚的35kV干式空心電抗器為例，介紹老舊電抗器的整改措施。

1 更換調匝環

電抗器上的調匝環經過多年投運后，經常會出現調匝環上抽頭的外絕緣老化，甚至有些有破損斷線，這種情況很容易會造成匝間短路，引起火災燒毀電抗器[8-9]。因此，如果在排查過程中發現有調匝環抽頭斷線，就一定要更換調匝環。通過更換調匝環可以實現對破損線圈的更換，防止調匝環匝間短路的發生，消除電抗器運行隱患。調匝環按所在位置有分為上星架調匝環和下星架調匝環，相應的更換方案也需要分兩種情況。

1.1 上星架調匝環更換方案

1）拆掉產品保護傘，剔除原上星架調匝環。

2）將新制作的調匝環裝在 U型鋁板槽內按原位置布置在鋁排上端面，做好定位并標識清楚。

3）取掉U型鋁板的調匝環，將定位的U型鋁板與上星架鋁排進行焊接。

4）將調匝環安裝在 U型鋁板上，做好絕緣處理，包護調匝環保護套；完成后用玻璃絲纖維帶綁扎將調匝環固定，并刷膠處理，如圖1所示。

圖1 上星架調匝環安裝方式

5）完成后進行引線焊接，安裝保護傘。

1.2 下星架調匝環更換方案

1）剔除原下星架調匝環。

2）新制作的調匝環裝在用 U型鋁板槽內按原位置布置在鋁排下端面，做好定位并標識清楚。

3）取掉U型鋁板的調匝環，將定位的U型鋁板與下星架鋁排進行焊接。

4）將調匝環安裝在 U型鋁板上，做好絕緣處理，包護調匝環保護套，并用玻璃絲纖維帶綁扎將調匝環固定，并進行刷膠處理。如圖2所示。

圖2 下星架調匝環安裝方式

5）完成后進行引線焊接。

2 引拔棒復位

引拔棒位為各包封之間，起到支撐作用，還起到各包封層之間的絕緣作用，如果過多的引拔棒松動變位，就容易引起電抗器運行異響，松動的引拔棒運行過程中易抖動與包封摩擦，破壞包封的外表皮，從而增加線圈斷線的風險[10-11]。通過對變位的引拔棒進行復位并固定，電抗器在運行中發出的震動不會引起引拔棒抖動發出異響，也防止了引拔棒不斷抖動磨破包封，消除了安全隱患。因此，必須對松動變位的引拔棒進行復位并固定，具體方案如下：

1）將有松動或移位的引拔棒輕敲，使偏移引拔棒復位。

2）對難以復位的引拔棒，可截斷外露較長的部分。

3）在引拔棒棱邊位置用鋸條輕磨凹痕，具體位置為上端圈及下端圈水平位置。

4）將以上處理過的引拔棒用浸膠玻璃絲帶綁扎固定，使其不再位移，要求綁扎保持有張力，不松垂，用8字形進行捆綁，其綁扎方式如圖3所示。

圖3 引拔棒綁扎方式

3 整體噴涂RTV膠

電抗器表面涂抹的 RTV容易隨著運行年限老化、脫落，無法很好地起到保護包封和線圈的作用。通過定期噴涂RTV膠，可以對電抗器起到更好的保護，防止了脫膠嚴重造成匝間短路的安全隱患。因此，要定期對老化的RTV進行清潔和重新噴涂。

1）首先用工具清除對產品外表面聚集的污物及脫落松散的RTV膠涂層，然后再對產品外表面進行整體清潔（擦拭表面灰塵或用空壓機吹凈）。

2）用 RTV膠對電抗器產品外表面整體進行噴涂覆蓋，顏色為B05；要求RTV膠層厚度均勻，色澤一致，表面平滑無瘤、無氣泡。

3）建議噴膠的產品每5年進行RTV膠的清潔及重新噴涂。

4 加裝防鳥柵

鳥類容易進入電抗器包封頂部進行筑巢，常年累月聚集的鳥糞具有腐蝕性，會加快電抗器表面絕緣的老化，使電抗器處于一個惡劣的運行環境。通過加裝防鳥格柵，可以完全杜絕鳥類進入電抗器中，消除了鳥類對電抗器造成的影響。因此，必須要有防鳥格柵，以防止鳥類進入電抗器。

為了能夠完全防止鳥類進入電抗器內，只有在保護傘頂部開口位置、在保護傘與產品上端圈的縫隙之間、在線包下端圈星架上均設置格柵，才能起到防止鳥類進入電抗器的作用。具體加裝的格柵位置如圖4所示。

圖4 防鳥格柵加裝位置

4.1 加裝防鳥格柵總體方案

1）主材。采用樹脂浸潰玻璃纖維網柵作為防鳥柵。此材料耐熱等級高，有一定的硬度、韌性好，可滿足要求。網柵板的規格選用網孔為 12mm×16mm，δ =1.2～1.5mm。

2）防鳥柵網柵加工準備。網柵按實際需求剪裁下料，周圍邊框及中間用φ3盤圓作加強骨架，網柵與骨架用換用帶膠無緯帶和抗紫外線扎帶（耐溫155℃）綁扎固定。

3）加固工藝方法。先用尼龍收緊帶將做好的網柵與加裝部位做臨時定位綁扎，然后用帶膠無緯帶和抗紫外線扎帶對網柵進行多點細節綁扎固定（每間隔 200～30mm），綁扎后用熱吹風機對無緯帶綁扎結處適當加熱，促其抉速固化（要求綁扎有張力，不松垂）。

4.2 保護傘頂部開口位置加裝防鳥格柵方案

1）保護傘頂部網柵按頂孔直徑+100剪裁下料，外圓及中間用φ3盤圓作加強骨架，φ3盤圓骨架直徑與頂傘立框基本相同。

2）按圖5所示位置在網柵邊框上開穿線孔，開孔處數同星架臂數，每處開兩孔，直徑為8mm，頂傘立框對應位置也開同樣大小的穿線孔。

圖5 保護傘頂部開口位置防鳥格柵固定方法

3）將頂傘網柵按圖5所示位置用尼龍扎帶將網柵φ3盤圓骨架直徑與頂傘立框固定，多余帶頭剪掉。然后用帶膠無緯帶和抗紫外線扎帶對網柵進行多點細節綁扎固定綁扎后，用熱吹風機對無緯帶綁扎結處適當加熱，促其快速固化。要求：網柵固定平整牢固。

4.3 保護傘與電抗器上端圈之間的縫隙加裝防鳥

格柵方案

1）用手槍鉆（配φ5鉆頭）、自攻螺釘（M6×12）將支撐板分別與電抗器各星架臂配鉆連接固定，如圖6所示。

圖6 支撐板固定方式

2）按所需圓周弧長尺寸及包封頂與垂直上方傘頂高度尺寸裁剪側網柵。

3）用φ3盤圓骨架穿過支撐板盤圓穿孔沿電抗器圓周圍繞兩道。用帶膠無緯帶和抗紫外線扎帶將網柵綁扎固定在支撐排及盤圓骨架上，綁扎后用熱吹風機對無緯帶綁扎處適當加熱促其固化。

4）網柵板拼接處用帶膠無緯帶和抗紫外線扎帶綁緊加固。要求玻璃網格平整、牢固。

4.4 電抗器下端圈內孔拉置加裝防鳥格柵方案

1）按電抗器內子直徑尺寸裁剪底圓網柵。

2）先用φ3盤圓沿電抗器內孔圓周盤成圓形骨架，再用鋁扎線、帶膠無緯帶和抗紫外線扎帶將底圓網柵與φ3盤圓和下星架綁扎固定，綁扎后用熱吹風機對無緯帶綁扎處適當加熱促其固化（要求綁扎有張力，不松垂）。

3）網柵板拼接處（拼接長度≥50m），用帶膠無緯帶和抗紫外線扎帶綁緊加固（每隔100mm綁扎一次）。要求玻璃網格平整、牢固。

5 結論

本文以西安中揚 35kV干式空心電抗器為例，詳細介紹了更換調匝環、引拔棒復位、噴涂RTV膠、裝設防鳥格柵的具體方案。通過這些整改措施，消除了電抗器常見的安全隱患，從而保障電抗器能夠安全運行。

[1] 崔志剛. 干式空心并聯電抗器故障原因分析探討[J].變壓器, 2012, 49(3)： 61-63.

[2] 徐林峰, 林一峰, 王永紅, 等. 干式空心電抗器匝間過電壓試驗技術研究[J]. 高壓電器, 2012, 48(7)： 71-75.

[3] 江少成, 戴瑞海, 夏曉波, 等. 干式空心電抗器匝間絕緣檢測原理及試驗分析[J]. 高壓電器, 2011, 47(6)：67-71.

[4] 楊建立, 常會軍, 武成章. 干式空心電抗器的安全運行及檢修[J]. 電力電容器與無功補償, 2013, 34(1)：70-73.

[5] 苗俊杰, 姜慶禮. 500kV變電站35kV干式電抗器故障分析[J]. 電力電容器與無功補償, 2012, 33(2)： 65-69.

[6] 龐鍇, 陳豪然, 王海明. 35kV干式空心電抗器玻璃鋼底座接地扁鐵發熱問題的探討[J]. 河南電力,2010(4)： 58-60.

[7] 劉海瑩, 魏賓. 干式空心電抗器的運行分析及故障處理[J]. 高壓電器, 2004, 40(3)： 239-240.

[8] 魏敏. 一起35kV空心電抗器故障原因分析及預防措施[J]. 電氣技術, 2017, 18(3)： 143-147.

[9] 張志東, 劉建月, 薛趙紅. 35kV干式電抗器異響故障分析與處理[J]. 電氣技術, 2015, 16(6)： 126-127, 129.

[10] 姜志鵬, 周輝, 宋俊燕, 等. 干式空心電抗器溫度場計算與試驗分析[J]. 電工技術學報, 2017, 32(3)：218-224.

[11] 鮑曉華, 張程, 胡云鵬. 空心電抗器的復合被動屏蔽結構的電磁性能分析[J]. 電工技術學報, 2016,31(S1)： 68-75.