近年來(lái)干式空心電抗器損壞頻繁，從損壞發(fā)生時(shí)間段上分析，多為運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)的設(shè)備。研究人員結(jié)合多起干式空心電抗損壞案例，對(duì)損壞的現(xiàn)象及原因進(jìn)行了分析，提出了措施。

干式電抗器在電網(wǎng)中使用較普遍。空心電抗優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生磁飽和問(wèn)題，缺點(diǎn)是在運(yùn)行中設(shè)備周圍的磁場(chǎng)比較強(qiáng)、周圍金屬易產(chǎn)生渦流和形成環(huán)流及產(chǎn)生電磁干擾、占用空間較大等，適合室外使用。

近年來(lái)，干式電抗器在使用中損壞較多，也多見(jiàn)報(bào)道。本文將結(jié)合多起干式空心并聯(lián)電抗器損壞實(shí)例，對(duì)損壞的原因進(jìn)行分析，并提出了防范措施。

1 案例

案例1

某500kV變電站某日下午15點(diǎn)左右，變電站值班員在巡視中發(fā)現(xiàn)35kV 1號(hào)主變2號(hào)電抗器B相基座上熔有銀白色金屬，防雨罩下表面有燒黑痕跡。此時(shí)電抗器還在運(yùn)行中，查看電流、電壓等情況，無(wú)明顯異常。

值班員立即報(bào)告調(diào)度，經(jīng)許可后將該電抗器轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)。經(jīng)檢查為電抗上部調(diào)匝環(huán)燒毀，經(jīng)返廠后修復(fù)。該設(shè)備為新投設(shè)備，投運(yùn)時(shí)間1年左右。該電抗容量為20000kvar，額定電壓34.5kV。

案例2

某500kV變電站某日，35kV 1-2L低壓電抗器過(guò)流Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)35kV 1-2L低壓電抗器斷路器。錄波圖顯示，故障后870ms過(guò)流II段動(dòng)作三相跳閘。

35kV 1-2L低壓電抗器A相上部防雨罩有煙熏痕跡，第1與第2包封間一氣道的引拔棒掉落地上；A相電抗器下部靠?jī)?nèi)側(cè)第1、第2包封間局部有過(guò)火較重，第3、第4包封端部局部過(guò)火，損傷較輕。

觀察燃燒嚴(yán)重的氣道內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)該氣道內(nèi)第1包封與第2包封表面已經(jīng)燒黑，其中第1包封表面向第2包封方向鼓出，鼓出位置約為第1包封軸向的中部位置；疑似第1包封中部位置存在故障。經(jīng)解體后發(fā)現(xiàn)第1包封中部存在匝間放電斷線情況。

該組設(shè)備自投運(yùn)至損壞運(yùn)行時(shí)間共2個(gè)月，投運(yùn)以來(lái)該組電抗******運(yùn)行電壓為38.23kV。

案例3

某500kV變電站3月1日00:12:54，35kV3號(hào)低壓電抗器II段過(guò)流動(dòng)作(時(shí)限0.5s),該組干抗斷路器跳閘。避雷器未動(dòng)作。該電抗器僅投運(yùn)幾天即發(fā)生損壞。該電抗額定電壓為34.5/kV，容量為20000kvar。

案例 4

在連續(xù)發(fā)生多起電抗器損壞后，對(duì)運(yùn)行中的干式空心電抗進(jìn)行了檢查。檢查中發(fā)現(xiàn)3起干式電抗器包封引出線外部斷線。外部斷線的電抗在運(yùn)行中尚未發(fā)生任何異常，之后對(duì)斷線進(jìn)行了補(bǔ)焊修復(fù)。

2 原因分析

干式空心電抗器的損壞原因主要有局部溫升過(guò)高、匝間絕緣擊穿等。這些原因最終引起匝間短路形成閉合回路，在電磁感應(yīng)作用下產(chǎn)生很大的環(huán)流，使鋁線溫度迅速升高并熔化（形成較大的熔洞或局部導(dǎo)線熔化）。若故障點(diǎn)在包封中，則會(huì)迅速產(chǎn)生火焰并向氣道兩側(cè)噴出，致使缺陷擴(kuò)大使電抗器燒損。

材料質(zhì)量及工藝控制原因

電抗器設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能使導(dǎo)線與絕緣材料膨脹系數(shù)相近，避免產(chǎn)生絕緣開(kāi)裂。通常選用鋁線而不選用銅線，是因?yàn)殂~線膨脹系數(shù)與絕緣材料的相差較大，易開(kāi)裂。空心電抗器采用鋁線進(jìn)行繞制，鋁線可能存在起皮、夾渣、毛刺等缺陷，或在繞制過(guò)程中引起鋁線損傷；這些有可能引起運(yùn)行中導(dǎo)線斷線、放電損傷匝間絕緣。

目前空心電抗繞制基本采用濕法繞制，即電磁線及玻璃纖維等絕緣填充材料經(jīng)過(guò)未凝膠固化的環(huán)氧樹(shù)脂浸潤(rùn)后一起繞制，完成后置入高溫烘爐進(jìn)行固化。這種方法對(duì)環(huán)境的溫度、濕度要求較高，繞制中控制不嚴(yán)容易吸潮及帶入雜質(zhì)。

若鋁線焊接質(zhì)量不良，可引起包封局部溫度過(guò)高或斷線等。

設(shè)計(jì)裕度

因匝間絕緣強(qiáng)度足以承受2倍的過(guò)電壓，因此電抗器投切過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓不是故障的原因。

運(yùn)行中會(huì)存在電抗器在高于額定運(yùn)行電壓下運(yùn)行的情況（此電壓低于最高系統(tǒng)運(yùn)行電壓），此時(shí)若設(shè)計(jì)時(shí)導(dǎo)線的電流密度選的過(guò)大，將會(huì)使電抗器各包封溫升升高，引起整體發(fā)熱；若存在異常熱點(diǎn)，將可能導(dǎo)致匝間絕緣損壞直至電抗器損壞。因此，制造廠應(yīng)合理選擇設(shè)計(jì)裕度，避免在系統(tǒng)電壓較高下包封出現(xiàn)異常溫升而損傷絕緣情況發(fā)生。

斷線的原因

斷線的部位主要有包封外部引出線斷線與包封內(nèi)部斷線。包封外部斷線的原因主要有運(yùn)輸、安裝過(guò)程中導(dǎo)線被碰損或?qū)Ь€焊接質(zhì)量不良引起。包封內(nèi)部斷線的原因可能為導(dǎo)線夾渣、起皮，在運(yùn)行中局部過(guò)熱而熔斷；或?qū)Ь€匝間絕緣不良，在運(yùn)行中匝間放電而使導(dǎo)線受損直至斷線。

因電抗器為多根導(dǎo)線并繞結(jié)構(gòu)，斷線后電抗器各包封導(dǎo)線中的電流將重新分配。根據(jù)制造廠的計(jì)算結(jié)果,斷線1根導(dǎo)線后，剩余導(dǎo)線中某根導(dǎo)線電流值將變?yōu)檎r(shí)的1.2倍，因發(fā)熱量與電流的平方成正比，則發(fā)熱量變?yōu)樵瓉?lái)的1.44倍；可見(jiàn)，斷線后個(gè)別包封將出現(xiàn)溫升異常升高。包封溫升異常升高后，將使匝間絕緣迅速劣化，引發(fā)電抗損壞。

3 結(jié)論

1）從制造廠角度考慮，電抗器制造過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)工藝控制，避免導(dǎo)線夾渣、毛刺、焊接質(zhì)量不良等發(fā)生，合理設(shè)計(jì)電抗器溫升水平，從根本上杜絕電抗器損壞發(fā)生。

2）在運(yùn)輸及安裝過(guò)程中，應(yīng)特別關(guān)注各包封引出線及調(diào)匝環(huán)（若有），避免誤碰引起導(dǎo)線或絕緣損傷。

3）由于干式空心電抗器為免維護(hù)設(shè)備，預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程中對(duì)干式電抗器的試驗(yàn)項(xiàng)目為：阻抗測(cè)量（必要時(shí)）、紅外測(cè)溫（1年或必要時(shí)）。目前,已要求定期開(kāi)展干抗紅外測(cè)溫，但僅能測(cè)試到干抗外部包封溫度，很難發(fā)現(xiàn)干抗內(nèi)部包封的溫度異常情況。

4）目前，已要求定期開(kāi)展直流電阻測(cè)試，判斷依據(jù)主要根據(jù)所測(cè)電阻值與出廠值的偏差推算并聯(lián)導(dǎo)線中是否存在斷線及斷線的根數(shù)。結(jié)合制造廠的計(jì)算, 通常導(dǎo)線斷線1根直流電阻偏差接近1%；并結(jié)合縱向、橫向比較進(jìn)行判斷，以提高判斷的準(zhǔn)確性。實(shí)踐證明，可有效發(fā)現(xiàn)斷線情況。

另外，在維護(hù)中需要加強(qiáng)電抗器外部引線斷線的檢查，發(fā)現(xiàn)斷線時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊；并且還需要積極尋找其他更有效的電抗?fàn)顟B(tài)檢測(cè)手段。

本文編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“干式空心并聯(lián)電抗器多起損壞原因分析”，作者為王耀龍。

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高壓電抗器種類：干式空心串聯(lián)電抗器、干式空心限流電抗器、干式空心濾波電抗器、干式鐵心串聯(lián)電抗器、干式鐵心起動(dòng)電抗器。

低壓電抗器種類：低壓電容柜補(bǔ)償用串聯(lián)電抗器、變頻器用輸入、輸出電抗器、直流平波電抗器、低壓空心濾波電抗器、非晶高頻電抗器和特殊電抗器等，另外我公司有各種變壓器、濾波器、制動(dòng)單元、電阻，是您選擇定制產(chǎn)品的專業(yè)公司。