35kV干式空心電抗器常見故障及處理措施

丘榮中

【摘 要】電力系統中，需要無功補償、移相、限制短路電流、濾波、平波時，常常會用到一種電感元件，叫作電抗器。其中有一種分類，叫干式空心電抗器，它因為無油結構，杜絕了油浸電抗器漏油、易燃等缺點，保證了運行安全;沒有鐵芯，不存在鐵磁飽和，電感值的線性度好。但是，干式空心電抗器在經過較長時間的運行后，會出現不同的故障，本文針對35kV干式空心電抗器常見故障原因及處理措施進行探討。

【關鍵詞】35kV電抗器;故障;原因;處理

中圖分類號： TM47文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）36-0288-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.135

Common Faults and Treatment Measures of 35kV Dry Air Core Reactor

QIU Rong-zhong

（Substation Management Office of Heyuan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.，

Ltd，Heyuan Guangdong 517000，China）

【Abstract】In power system，when reactive power compensation，phase shifting，short-circuit current limitation， filtering and smoothing are needed，an inductive element is often used，which is called reactor.There is a kind of classification， called dry air core reactor，because of its oil-free structure，it eliminates the oil leakage，flammability and other shortcomings of oil immersed reactor，and ensures the operation safety;there is no iron core，no ferromagnetic saturation， and the linearity of inductance value is good.However，after a long time of operation，there will be different faults in the dry-type air reactor.This paper discusses the common fault causes and treatment measures of 35kV dry-type air reactor.

【Key words】35kV reactor;Fault;Cause;Treatment

1 漏磁引發的發熱及處理措施

500kV某變電站35kV#1、#2并聯電抗器投運時間是2010年05月，生產廠家是江蘇精科互感器股份有限公司，型號是LVQB-40.5W3。運行人員用紅外測溫儀對500kV某變電站35kV#1、#2并聯電抗器測溫，發現發熱點較多，如圖1，圖2所示，其中發熱點分為兩種典型：1）兩組并聯電抗器支持絕緣子頂部與電抗器底座連接處存比較大的溫差。環境溫度為25℃，支持絕緣子頂部正常溫度為31℃，發熱點溫度達91℃，溫升60℃。2）35kV#1、#2并聯電抗器中心處，發熱點溫度103℃，溫升72℃。發熱故障會使電抗器的運行年限減低，引發設備故障，給電網安全運行帶來隱患。

35kV#1、#2并聯電抗器運行時，由于干式空心電抗器無鐵心，運行時在周圍空間產生了強大的交變磁場，在干式電抗器軸向、徑向磁場范圍內，如果存在較大鐵磁物質或閉環金屬體，將產生漏磁問題。漏磁對設備本體及周圍環境造成嚴重影響，會在閉合回路中產生電流，使導體發熱，處于變化磁場內的導體也會產生渦流。干式空心電抗器的支持絕緣子頂部與電抗器底座連接處，支柱鋼帽是由金屬導電材質制作的，在漏磁問題下，支柱鋼帽內成一個閉合的導磁回路，形成電流閉合回路，因而產生電流的熱效應。長期持續運行情況下，支柱鋼帽的發熱，干式空心電抗器支撐鋼柱可能會發熱變形、支撐強度降低，絕緣下降，威脅設備安全運行。

處理措施：采用非導電導磁材料制作支撐部件，或采取切斷閉合回路的方法，消除閉合的導電導磁環路。在設計和安裝環節，預先消除閉合的接地網或閉環的支撐構件，合理設計和安裝電抗器的構件。

圖1

圖2

2 干式空心電抗器溫升的影響及處理措施

35kV干式空心電抗器在正常運行時，電流可以達到1000A左右。運行中產生的熱量，隨著運行時間的增長，使電抗器的溫升慢慢變高，而溫升增高會加速絕緣材料的老化，使其逐漸失去絕緣性能。干式空心電抗器長期處于運行狀態，溫升不均衡會引起絕緣層老化加劇，縮短設備使用壽命，嚴重時還會造成燒毀事故。造成電抗器溫升原因有：1）生產工藝水平限制，焊接質量不良，接線端子與繞組焊接處的焊接電阻不符合設計規定。由于生產工藝水平限制，焊縫深寬比太大，焊道太小，熱脆性等原因產生的焊縫金屬裂紋都將降低焊接質量，增大焊接電阻。在線圈中通過大電流時，附加電阻持續發熱，溫升過高。2）經濟成本限制及不良競爭導致，生產廠家在設計階段，為了降低成本，有意使溫升的設計裕度變小，設計值與國際規定的溫升限值接近。3）外部運行環境原因。干式空心電抗器在運行時，由于表面污穢、異物堵塞等，導致電抗器的氣道不暢，散熱困難，干式空心電抗器內部溫度過高。溫升水平滿足實際運行條件才能保證電抗器質量和運行安全。

處理措施：1）提高焊接質量。改善工藝條件，提高生產工藝水平，減少人為因素的影響。在焊接時，控制焊縫深寬比和焊道，熱脆性等降低焊接電阻。2）提高生產性價比，選擇合理的耐熱等級絕緣材料、設計運行溫度更合理的干式電抗器。采購質量好的產品，淘汰劣質產品。3）定期停運維護，結合停電時，進行清洗除垢工作，清除表面積聚的污垢，并對散熱情況記錄跟蹤，及時發現問題、及時處理。

3 沿面放電的影響及處理措施

干式空心電抗器在戶外運行一段時間后，表面積污。即使電抗器的表面按設計要求噴涂了絕緣涂料，但是經過長時間風吹日曬，表面噴涂的絕緣材料也會出現絕緣材料老化。在潮濕、下雨的情況下，表面污塵受潮，導致表面泄漏電流變大，產生熱量。由于水分蒸發速度快慢不一，表面局部出現干濕分離區，電流在該中斷處形成很小的局部電弧;電抗器的包封具有一定的厚度，頂端在下雨時會全部淋濕，而下端的狀況要好于頂端。泄漏電流在下端星狀板附近更為集中，所以下端更易于發生沿面樹枝狀放電。樹枝狀放電的進一步發展，嚴重情況下，形成匝間短路，短路線匝中電流劇增，溫度升高使線匝絕緣損壞，嚴重時還會造成燒毀事故。

處理措施：1）加裝防雨帽、外加防雨層。2）涂刷憎水性涂料（PRTV），抑制表面放電。3）合理設計，增大表面包封的溫升，快速蒸發干式空心電抗器表面潮氣，抑制沿面樹枝狀放電的發展。4）端部預埋環行均流電極，克服下端表面泄漏電流集中現象。

4 振動噪聲故障及處理措施

干式空心電抗器運行中由于制造和安裝過程中的零件松動、零件斷裂等機械原因，結構件松動，螺栓松動，造成震動變大，發出噪聲。其次，運行時的電氣故障原因，導致的磁回路有故障，也會使得干式空心電抗器運行中震動變大，發出噪聲。

處理措施：1）檢查松動零件部位。主要分為：防雨罩、支撐底座、絕緣瓷瓶等各連接部分。結構件松動，螺栓松動時，需要對緊固件進行緊固，將基座與本體盡量固定，減少振動的不同步。2）消除回路中的繞組引線與匯流排焊接情況，引線有無斷裂、焊點有無開焊等故障。查找并消除此類故障時，可以消除干式空心電抗器運行中震動變大，發出噪聲的現象。

5 結語

電抗器多采用串聯式干式空心電抗器，其結構特點和制作工藝使得溫升、漏磁、等問題容易產生，進而影響其正常運行，甚至發生燒損故障。各種因素導致的材質劣化是電抗器故障形成的直接原因.危害程度最大。因此：1）干式空心電抗器與支柱絕緣子連接起支撐作用的金具采用非導電導磁材料制作，雖然成本較高，但效果顯著。2）提高生產性價比，選擇合理的耐熱等級絕緣材料、設計運行溫度更合理的干式電抗器。采購質量好的產品，淘汰劣質產品。3）運行維護單位也需要加強紅外熱像和噪聲的檢測。注意日常干式空心電抗器的溫度及噪聲數據的積累，及時發現問題、及時處理。

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