35kV干式空心电抗器常见故障及处理措施
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【摘 要】电力系统中，需要无功补偿、移相、限制短路电流、滤波、平波时，常常会用到一种电感元件，叫作电抗器。其中有一种分类，叫干式空心电抗器，它因为无油结构，杜绝了油浸电抗器漏油、易燃等缺点，保证了运行安全;没有铁芯，不存在铁磁饱和，电感值的线性度好。但是，干式空心电抗器在经过较长时间的运行后，会出现不同的故障，本文针对35kV干式空心电抗器常见故障原因及处理措施进行探讨。
【关键词】35kV电抗器;故障;原因;处理
中图分类号： TM47 文献标识码： A 文章编号： 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 漏磁引發的发热及处理措施
500kV某变电站35kV#1、#2并联电抗器投运时间是2010年05月，生产厂家是江苏精科互感器股份有限公司，型号是LVQB-40.5W3。运行人员用红外测温仪对500kV某变电站35kV#1、#2并联电抗器测温，发现发热点较多，如图1，图2所示，其中发热点分为两种典型：1）两组并联电抗器支持绝缘子顶部与电抗器底座连接处存比较大的温差。环境温度为25℃，支持绝缘子顶部正常温度为31℃，发热点温度达91℃，温升60℃。2）35kV#1、#2并联电抗器中心处，发热点温度103℃，温升72℃。发热故障会使电抗器的运行年限减低，引发设备故障，给电网安全运行带来隐患。
35kV#1、#2并联电抗器运行时，由于干式空心电抗器无铁心，运行时在周围空间产生了强大的交变磁场，在干式电抗器轴向、径向磁场范围内，如果存在较大铁磁物质或闭环金属体，将产生漏磁问题。漏磁对设备本体及周围环境造成严重影响，会在闭合回路中产生电流，使导体发热，处于变化磁场内的导体也会产生涡流。干式空心电抗器的支持绝缘子顶部与电抗器底座连接处，支柱钢帽是由金属导电材质制作的，在漏磁问题下，支柱钢帽内成一个闭合的导磁回路，形成电流闭合回路，因而产生电流的热效应。长期持续运行情况下，支柱钢帽的发热，干式空心电抗器支撑钢柱可能会发热变形、支撑强度降低，绝缘下降，威胁设备安全运行。
处理措施：采用非导电导磁材料制作支撑部件，或采取切断闭合回路的方法，消除闭合的导电导磁环路。在设计和安装环节，预先消除闭合的接地网或闭环的支撑构件，合理设计和安装电抗器的构件。
图1
图2
2 干式空心电抗器温升的影响及处理措施
35kV干式空心电抗器在正常运行时，电流可以达到1000A左右。运行中产生的热量，随着运行时间的增长，使电抗器的温升慢慢变高，而温升增高会加速绝缘材料的老化，使其逐渐失去绝缘性能。干式空心电抗器长期处于运行状态，温升不均衡会引起绝缘层老化加剧，缩短设备使用寿命，严重时还会造成烧毁事故。造成电抗器温升原因有：1）生产工艺水平限制，焊接质量不良，接线端子与绕组焊接处的焊接电阻不符合设计规定。由于生产工艺水平限制，焊缝深宽比太大，焊道太小，热脆性等原因产生的焊缝金属裂纹都将降低焊接质量，增大焊接电阻。在线圈中通过大电流时，附加电阻持续发热，温升过高。2）经济成本限制及不良竞争导致，生产厂家在设计阶段，为了降低成本，有意使温升的设计裕度变小，设计值与国际规定的温升限值接近。3）外部运行环境原因。干式空心电抗器在运行时，由于表面污秽、异物堵塞等，导致电抗器的气道不畅，散热困难，干式空心电抗器内部温度过高。温升水平满足实际运行条件才能保证电抗器质量和运行安全。 处理措施：1）提高焊接质量。改善工艺条件，提高生产工艺水平，减少人为因素的影响。在焊接时，控制焊缝深宽比和焊道，热脆性等降低焊接电阻。2）提高生产性价比，选择合理的耐热等级绝缘材料、设计运行温度更合理的干式电抗器。采购质量好的产品，淘汰劣质产品。3）定期停运维护，结合停电时，进行清洗除垢工作，清除表面积聚的污垢，并对散热情况记录跟踪，及时发现问题、及时处理。
3 沿面放电的影响及处理措施
干式空心电抗器在户外运行一段时间后，表面积污。即使电抗器的表面按设计要求喷涂了绝缘涂料，但是经过长时间风吹日晒，表面喷涂的绝缘材料也会出现绝缘材料老化。在潮湿、下雨的情况下，表面污尘受潮，导致表面泄漏电流变大，产生热量。由于水分蒸发速度快慢不一，表面局部出现干湿分离区，电流在该中断处形成很小的局部电弧;电抗器的包封具有一定的厚度，顶端在下雨时会全部淋湿，而下端的状况要好于顶端。泄漏电流在下端星状板附近更为集中，所以下端更易于发生沿面树枝状放电。树枝状放电的进一步发展，严重情况下，形成匝间短路，短路线匝中电流剧增，温度升高使线匝绝缘损坏，严重时还会造成烧毁事故。
处理措施：1）加装防雨帽、外加防雨层。2）涂刷憎水性涂料（PRTV），抑制表面放电。3）合理设计，增大表面包封的温升，快速蒸发干式空心电抗器表面潮气，抑制沿面树枝状放电的发展。4）端部预埋环行均流电极，克服下端表面泄漏电流集中现象。
4 振动噪声故障及处理措施
干式空心电抗器运行中由于制造和安装过程中的零件松动、零件断裂等机械原因，结构件松动，螺栓松动，造成震动变大，发出噪声。其次，运行时的电气故障原因，导致的磁回路有故障，也會使得干式空心电抗器运行中震动变大，发出噪声。
处理措施：1）检查松动零件部位。主要分为：防雨罩、支撑底座、绝缘瓷瓶等各连接部分。结构件松动，螺栓松动时，需要对紧固件进行紧固，将基座与本体尽量固定，减少振动的不同步。2）消除回路中的绕组引线与汇流排焊接情况，引线有无断裂、焊点有无开焊等故障。查找并消除此类故障时，可以消除干式空心电抗器运行中震动变大，发出噪声的现象。
5 结语
电抗器多采用串联式干式空心电抗器，其结构特点和制作工艺使得温升、漏磁、等问题容易产生，进而影响其正常运行，甚至发生烧损故障。各种因素导致的材质劣化是电抗器故障形成的直接原因.危害程度最大。因此：1）干式空心电抗器与支柱绝缘子连接起支撑作用的金具采用非导电导磁材料制作，虽然成本较高，但效果显著。2）提高生产性价比，选择合理的耐热等级绝缘材料、设计运行温度更合理的干式电抗器。采购质量好的产品，淘汰劣质产品。3）运行维护单位也需要加强红外热像和噪声的检测。注意日常干式空心电抗器的温度及噪声数据的积累，及时发现问题、及时处理。
【参考文献】
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