35kV電容器組串聯電抗器著火原因與建議分析

摘 ? ?要：針對110kV甘祥站35kV#2電容器組串聯電抗器，在根據其事故情況、歷史數據、運行情況和解體情況確定著火原因的基礎上，提出串聯電抗器運行、檢查和異常處理方面的建議，為避免著火事故發生提供參考依據。

關鍵詞：串聯電抗器;電抗器著火

中圖分類號：TM47 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0083-02

串聯電抗器在電路中具有重要作用，但由于各方面因素的影響，會使串聯電抗器發生起火等事故，不僅影響系統正常運行，而且還有可能引發安全事故。因此，在實際工作中，必須根據著火的原因，提出相關建議。

1 ?設備參數與著火事故情況

1.1 ?設備參數

110kV甘祥站35kV#2電容器組串聯電抗器基本參數如表1所示。

1.2 ?事故情況

5月21日14時48分，念荷值班員接到110kV甘祥站門衛電話，甘祥站#2電抗器發生燃燒，值班員申請調度將#2電容器組轉為檢修狀態并開始滅火，通過現場檢查發現僅C相電抗器本體燃燒，其它設備都沒有受到影響，且燃燒過程中沒有異常信號發出。

2 ?設備歷史數據與運行情況

2016年11月10日，電科院對甘祥#2電容器組串聯電抗器實施匝間耐壓試驗，經試驗得出如表2所示的結果。

由表2結果可知，試驗中，繞組沒有產生異常增大的噪聲，且沒有可見煙霧及火花放電。在試驗電壓條件下，其振蕩波形和在標定電壓條件下相比，不同相別的振蕩頻率沒有明顯變化，且包絡線的持續衰減速度也沒有明顯的變化。

《南網2011年預防性試驗規程》對35kV干式電抗器要求進行一年一次的紅外檢測，2017年5月13日及2017年5月20日，值班員對甘祥站進行夜間巡視測溫69℃左右，#2電抗器三相溫度無異常。

3 ?設備解體情況

（1）導線聚酯膜絕緣層韌性較好，絕緣電阻測試絕緣很好;

（2）內層解體絕緣材料完好;

（3）第三層絕緣材料熔化滲出;

（4）外層聚酯膜絕緣層韌性較好、第三層導線聚酯膜絕緣層熔化。

4 ?事故發生原因分析

對于干式空心電抗器，其線圈采用若干包封層線圈冰鏈結構，該電抗器有四個包封層，各包封層線圈均由若干鋁導線通過并聯繞制而成，各線圈的并聯導線根數與鋁線截面積均取決于這一包封層對應的電流密度，為使不同包封層的發熱保持均勻，包封層主要采用玻璃纖維通過環氧樹脂的浸漬纏繞制成，在包封繞組間，采用絕緣撐條進行固定;線圈的上、下部均設置星形架，用于為包封導線提供支撐，并進行電氣連接;在一定溫度條件下進行固化之后，可形成一個整體。對于戶外產品，還在外表面進行絕緣漆與RTV均勻噴涂，以此提高抗紫外線性能與抗絕緣老化性能。

通過設備解體發現，內、外層玻璃纖維經環氧樹脂絕緣材料，導線聚酯膜絕緣層比較好;外表附著類似塑料燃燒后產生的物質，這一部位為包封層線圈的引出線;外層聚酯膜絕緣層仍具有良好韌性，但第三層導線的聚酯膜絕緣層已經熔化，玻璃纖維經環氧樹脂有發黃、發黑和炭化的現象。

第三層的絕緣劣化現象最為嚴重，其原因可能為母線運行電壓相對較高，為38kV，會使實際運行電流超出額定值，在運行過程中溫度明顯升高。此外，由于受到從第二層與最外層散發出的熱量持續影響，使第三層溫度顯著高于最外層與最內層，但運行巡視過程中的測溫主要是測量最外層的溫度，不能對里面三層是否處在過熱狀態進行判斷，比如去年進行的耐壓試驗，雖然發現絕緣材料發生劣化，但未發現短路;隨著電抗器持續運行，其絕緣材料逐漸劣化，使內部產生短路，因溫度大幅升高而著火。

對干式空心電抗器進行停電檢修時，應施以全面檢查，將檢查重點放在最外層與最內層的包封表面是否開裂方面。在必要的情況下，可借助內窺鏡對所有包封呈表面是否開裂進行檢查，確認是否有樹枝狀爬電及鼓包等情況。針對運行時間相對較長，而且包封層表面有嚴重開裂情況的，應將其更換;針對包封層出現輕微開裂情況的，采用RTV涂料實施噴涂處理，避免開裂以后水分不斷進入到繞組的內部，造成絕緣層侵蝕。110kV甘祥站35kV#1電容器組電抗也發現有類似塑料燃燒后的東西滲出，建議停電綜合評估。

如果串聯電抗器出現較大故障，會影響電力系統的正常運行，使得電力系統中的短路電流不斷增大，有關人員需要配以重型設備，在這個過程當中，若系統中配備限流電抗器，能夠不斷減小短路電流，故選擇合理的輕型設備就可以。串聯電抗器的合理應用，能夠保證母線更好的滿足殘余電壓，保證電力系統的穩定運行，有效減少系統出現大規模運行故障的次數。

5 ?相關建議

對于串聯電抗器，其正常運行需要達到以下條件：①運行電壓通常不可超出額定電壓，且其變化范圍不能超出額定值±5%。②運行電流不可超出額定電流，不允許在長時間超出額定電流的情況下運行。③絕緣電阻需要利用搖表進行測量，有效提升測量結果的精確性。④分裂電抗器實際運行過程中，其兩臂負荷應保持一致，而且其變化不可太大，更不允許單臂運行。⑤在電抗器運行時，環境溫度應低于35℃。

對串聯電抗器進行巡視檢查時，應注意以下幾點：①對電抗器本體進行檢查，確認是否清潔、有無污垢，確認線圈是否發生變形;②對電抗器室進行檢查，確認是否保持潔凈、是否存在雜物和磁性物質。如果電抗器的外部發生短路，則由于短路電流相對較大，且磁場較強，會使磁性物質進入到繞組，對電阻抗造成損傷，發生破壞;③對水泥支柱進行檢查，確認是否存在裂紋，外表尤其是否脫落。對支柱絕緣子進行檢查，確認是否有裂紋、破損、放電痕跡和傾斜不穩，并確認地面是否完好，有無下沉及開裂的情況;④對電抗器換位部位進行檢查，確認接線是否良好，有無過熱的情況;⑤通過檢查確認是否存在噪聲及振動異常，有無焦臭味與放電聲;⑥特殊巡視：在發生短路故障以后，應對電抗器是否產生位移進行檢查，提升水泥支柱的可靠性，絕緣子是否產生破損，引線是否發生彎曲，是否有焦臭味與放電聲等。

當串聯電抗器發生局部過熱現象時，應使用專門的儀器對溫度進行測試，確定發熱程度，并在必要的情況下，增設強力通風裝置來保證冷卻效果，并適當降低負荷，以此起到降溫作用。如果仍無法解決嚴重發熱，應進行停電處理。當支柱絕緣子由于短路裂紋原因而接地時，應在停電后進行有效處理。當電抗器保護動作跳閘時，需要對保護裝置的動作進行檢查，確認是否保持正常，并對引線支柱瓷瓶及水泥支柱進行檢查，確認是否完好，有無斷裂，線圈是否已經被燒壞。在斷路器跳閘之后，如果沒有查明其產生原因，則不可送電，安排專門的技術人員進行處理，在處理完成并確認合格后，開始送電。此外，一旦電抗器發生故障，都要及時對故障點進行隔離，使母線能夠保持正常運行，同時加強狀態監測。

6 ?結束語

綜上所述，實際運行電流超出額定值產生的溫升與絕緣不斷劣化是造成串聯電抗器起火的主要原因。對此，在完成事故處理后，應根據串聯電抗其的作用、運行條件，切實做好日常及特殊巡視，針對不同異常，制定有效處理措施。

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收稿日期：2018-12-1

作者簡介：危成林（1978-），男，壯族，廣西南寧人，工程師，本科，主要從事電力工程技術的工作。