近年來幹式空心電抗器損壞頻繁，從損壞發生時間段上分析，多爲運行時間不長的設備。研究人員結合多起幹式空心電抗損壞案例，對損壞的現象及原因進行瞭分析，提出瞭措施。

幹式電抗器在電網中使用較普遍。空心電抗優點是不會産生磁飽和問題，缺點是在運行中設備周圍的磁場比較強、周圍金屬易産生渦流和形成環流及産生電磁幹擾
、占用空間較大等，适合室外使用。

近年來，幹式電抗器在使用中損壞較多，也多見報道。本文将結合多起幹式空心並聯電抗器損壞實例，對損壞的原因進行分析，並提出瞭防範措施。

1 案例

案例1

某500kV變電站某日下午15點左右，變電站值班員在巡視中發現35kV 1号主變2号電抗器B相基座上熔有銀白色金屬，防雨罩下表面有燒黑痕迹。此時電抗器還在運行中，查看電流、電壓等情況，無明顯異常。

值班員立即報告調度，經許可後将該電抗器轉爲冷備用狀态。經檢查爲電抗上部調匝環燒毀，經返廠後修複。該設備爲新投設備，投運時間1年左右
。該電抗容量爲20000kvar，額定電壓34.5kV。

案例2

某500kV變電站某日，35kV 1-2L低壓電抗器過流Ⅱ段保護動作跳開35kV 1-2L低壓電抗器斷路器。錄波圖顯示，故障後870ms過流II段動作三相跳閘。

35kV 1-2L低壓電抗器A相上部防雨罩有煙熏痕迹，第1與第2包封間一氣道的引拔棒掉落地上；A相電抗器下部靠内側第1、第2包封間局部有過火較重，第3、第4包封端部局部過火，損傷較輕。

觀察燃燒嚴重的氣道内部，發現該氣道内第1包封與第2包封表面已經燒黑，其中第1包封表面向第2包封方向鼓出，鼓出位置約爲第1包封軸向的中部位置；疑似第1包封中部位置存在故障。經解體後發現第1包封中部存在匝間放電(diàn)斷(duàn)線情況。

該組設備(bèi)自投運至損壞運行時間共2個月，投運以來該組電(diàn)抗最大運行電(diàn)壓爲38.23kV。

案例3

某500kV變電站3月1日00:12:54，35kV3号低壓電抗器II段過流動作(時限0.5s),該組幹抗斷路器跳閘。避雷器未動作。該電抗器僅投運幾天即發生損壞。該電抗額定電壓爲34.5/kV，容量爲20000kvar。

案例 4

在連續發生多起電抗器損壞後，對運行中的幹式空心電抗進行瞭檢查。檢查中發現3起幹式電抗器包封引出線外部斷線。外部斷線的電抗在運行中尚未發生任何異常，之後對斷線進行瞭補焊修複。

2 原因分析

幹式空心電抗器的損壞原因主要有局部溫升過高、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，在電磁感應作用下産生很大的環流，使鋁線溫度迅速升高並熔化（形成較大的熔洞或局部導線熔化）。若故障點在包封中，則會迅速産生火焰並向氣道兩側噴出，緻使缺陷擴大使電抗器燒損
。

材料質(zhì)量及工藝(yì)控制原因

電抗器設計時，盡可能使導線與絕緣材料膨脹系數相近
，避免産生絕緣開裂。通常選用鋁線而不選用銅線，是因爲銅線膨脹系數與絕緣材料的相差較大，易開裂。空心電抗器採用鋁線進行繞制，鋁線可能存在起皮、夾渣、毛刺等缺陷，或在繞制過程中引起鋁線損傷；這些有可能引起運行中導線斷線、放電損傷匝間絕緣。

目前空心電抗繞制基本採(cǎi)用濕法繞制
，即電磁線及玻璃纖維等絕緣填充材料經過未凝膠固化的環氧樹脂浸潤後一起繞制，完成後置入高溫烘爐進行固化。這種方法對環境的溫度、濕度要求較高，繞制中控制不嚴容易吸潮及帶(dài)入雜質。

若鋁線焊接質量不良，可引起包封局部溫度過(guò)高或斷(duàn)線等。

設計裕度

因匝間絕緣強度足以承受2倍的過電壓，因此電抗器投切過程中産生的過電壓不是故障的原因。

運行中會存在電抗器在高於額定運行電壓下運行的情況（此電壓低於最高系統運行電壓），此時若設計時導線的電流密度選的過大，将會使電抗器各包封溫升升高，引起整體發熱；若存在異常熱點，将可能導緻匝間絕緣損壞直至電抗器損壞。因此，制造廠應合理選擇設計裕度，避免在系統電壓較高下包封出現異常溫升而損傷絕緣情況發生。

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内部斷線。包封外部斷線的原因主要有運輸、安裝過程中導(dǎo)線被碰損或導(dǎo)線焊接質量不良引起。包封内部斷線的原因可能爲導(dǎo)線夾渣、起皮，在運行中局部過熱而熔斷；或導(dǎo)線匝間絕緣不良，在運行中匝間放電(diàn)而使導(dǎo)線受損直至斷線。

因電抗器爲多根導線並繞結構，斷線後電抗器各包封導線中的電流将重新分配。根據制造廠的計算結果,斷線1根導線後，剩餘導線中某根導線電流值将變爲正常時的1.2倍，因發熱量與電流的平方成正比，則發熱量變爲原來的1.44倍；可見，斷線後個别包封将出現溫升異常升高。包封溫升異常升高後，将使匝間絕緣迅速劣化，引發電抗損壞。

3 結論

1）從制造廠角度考慮，電抗器制造過程中應加強工藝控制，避免導線夾渣、毛刺、焊接質量不良等發生，合理設計電抗器溫升水平，從根本上杜絕電抗器損壞發生。

2）在運輸及安裝過程中，應特别關注各包封引出線及調(diào)匝環（若有），避免誤碰引起導(dǎo)線或絕緣損傷。

3）由於幹式空心電抗器爲免維護設備，預防性試驗規程中對幹式電抗器的試驗項目爲：阻抗測量（必要時）、紅外測溫（1年或必要時）。目前,已要求定期開展幹抗紅外測溫，但僅能測試到幹抗外部包封溫度，很難發現幹抗内部包封的溫度異常情況。

4）目前，已要求定期開展直流電阻測試，判斷依據主要根據所測電阻值與出廠值的偏差推算並(bìng)聯導線中是否存在斷線及斷線的根數。結合制造廠的計算, 通常導線斷線1根直流電阻偏差接近1%；並(bìng)結合縱向、橫向比較進行判斷，以提高判斷的準確(què)性。實踐證明，可有效發現斷線情況。

另外，在維護中需要加強電抗器外部引線斷線的檢查，發現斷線時應及時補焊；並且還需要積極尋找其他更有效的電抗狀态檢測手段。

本文編自《電氣技術》，原文标題爲“幹式空心並聯電抗器多起損壞原因分析”，作者爲王耀龍。

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