干式空心電抗器局部放電檢測(cè)探究與事故預(yù)防

周培忠，郭春志，徐曉雨

(遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110003)

干式空心電抗器局部放電檢測(cè)探究與事故預(yù)防

周培忠，郭春志，徐曉雨

(遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110003)

干式空心電抗器是電力系統(tǒng)中重要的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。近幾年，干式空心電抗器在運(yùn)行中發(fā)生多起故障燒損事故。故障分析表明，干式空心電抗器故障多數(shù)源于繞組包封內(nèi)部發(fā)生局部放電，隨著局部放電的加劇，導(dǎo)致繞組匝間短路甚至貫穿式放電，最終將干式空心電抗器燒毀。提出了在運(yùn)行中檢測(cè)干式空心電抗器是否存在局部放電故障的基本思路，并提出通過(guò)噴涂PRTV等方法對(duì)放電表面進(jìn)行絕緣修復(fù)，從而避免干式空心電抗器燒損事故發(fā)生的預(yù)防措施。

干式空心電抗器;局部放電;檢測(cè);事故預(yù)防

并聯(lián)電抗器是用于優(yōu)化系統(tǒng)電壓、降低電網(wǎng)損耗的重要無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。干式空心并聯(lián)電抗器(簡(jiǎn)稱干抗)以其干式無(wú)油、安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)量小、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。然而，隨著近年來(lái)各地運(yùn)行中的干抗燒損事故頻發(fā)，很多人開(kāi)始質(zhì)疑干抗的運(yùn)行可靠性，甚至有人主張回到油浸式電抗器時(shí)代。與干式電抗器比較，油浸式電抗器可靠性高，價(jià)格便宜，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)檢修工作最大，設(shè)備運(yùn)行管理單位難以接受。通過(guò)對(duì)多起干抗故障原因分析匯總，提出了干抗運(yùn)行中局部放電檢測(cè)的基本思路，結(jié)合內(nèi)窺鏡詳細(xì)檢查和使用RTV(或PRTV)對(duì)局部放電處進(jìn)行絕緣處理，可達(dá)到預(yù)防干抗燒損事故的目的。

1 干抗燒損事故主要原因

在近年來(lái)發(fā)生的多起典型干抗燒損事故中，對(duì)于事故原因分析有以下兩點(diǎn)共識(shí)。

a. 制造方面原因。撐條裂紋、導(dǎo)線表面的微小毛刺、絕緣材料密封不良等，極易引起匝間短路導(dǎo)致的局部放電燒損，如大多數(shù)爬電痕跡都位于風(fēng)道撐條附近和包封層的微裂紋邊緣，如圖1、圖2所示。

b. 環(huán)境方面原因。積污、鳥屎對(duì)干式空心電抗器的惡化影響很大。電抗器表面和氣道內(nèi)容易存在積污和鳥屎，鳥屎能夠大大促進(jìn)裂縫產(chǎn)生爬電，使得電抗器很容易沿著鳥屎或積污方向同時(shí)發(fā)展出多個(gè)爬電痕跡并迅速發(fā)展［1］，如圖3所示。

圖1 電抗器本體燒蝕情況

圖2 繞組燒損孔洞

圖3 鳥屎爬電

在分析引起干抗燒損深層次原因的同時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)大部分干抗燒損事故都存在共同的現(xiàn)象，即都伴隨有局部放電現(xiàn)象的產(chǎn)生。統(tǒng)計(jì)也表明，干式空心電抗器包封層表面的匝間絕緣短路引起局部放電是危害其安全運(yùn)行的主要原因［2］［3］。如何利用干抗局部放電現(xiàn)象，對(duì)干抗進(jìn)行故障檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)事故的早期預(yù)防，對(duì)此進(jìn)行了分析和研究。

2 故障檢測(cè)的幾點(diǎn)思路

干抗燒損事故前一般都會(huì)伴有局部放電現(xiàn)象，可以將局部放電產(chǎn)生的信息作為檢測(cè)干抗?fàn)顟B(tài)量的主要特性，即檢測(cè)干抗發(fā)生局部放電時(shí)產(chǎn)生的電磁波脈沖或超聲波信號(hào)。

目前，比較常見(jiàn)的電氣設(shè)備局部放電在線檢測(cè)方法是高頻電波法和超聲波法。高頻電波法是基于檢測(cè)局放時(shí)輻射高頻電波的大小，而超聲波法是基于檢測(cè)局放時(shí)所發(fā)出的超聲波的大小。

由于干抗運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，尤其是電抗器軸線附近磁場(chǎng)最強(qiáng)，對(duì)測(cè)試儀器將會(huì)產(chǎn)生很大影響，同時(shí)還伴隨著振動(dòng)噪聲干擾。由于干抗多運(yùn)行在星形接線，干抗底部電位較低 (為中性點(diǎn)電壓偏移植)，因而在干抗底部的電場(chǎng)干擾也較低，建議在干抗底部進(jìn)行檢測(cè)。

超聲波法可最大限度排除電磁波對(duì)檢測(cè)的影響，但由于干抗運(yùn)行時(shí)噪音很大，在高背景噪音中提取局放信號(hào)不易實(shí)現(xiàn)，所以不建議采用超聲波原理檢測(cè)方法。采用高頻法檢測(cè)時(shí)必然要面對(duì)電磁場(chǎng)干擾問(wèn)題，電磁場(chǎng)干擾不僅影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，嚴(yán)重時(shí)甚至可將檢測(cè)設(shè)備損壞，需要設(shè)計(jì)一種能夠解決電磁場(chǎng)干擾的檢測(cè)儀器。

為消除強(qiáng)磁場(chǎng)影響，檢測(cè)儀器必須采用硅鋼片做機(jī)箱，并且要有足夠的截面 (需試驗(yàn)確定)，傳感器只接收電場(chǎng)分量，既能保證檢測(cè)設(shè)備免遭強(qiáng)磁場(chǎng)損壞，也能盡量提高信號(hào)檢測(cè)的靈敏度。鑒于實(shí)際檢測(cè)時(shí)傳感器應(yīng)位于干抗底部至地面的空間區(qū)域內(nèi)，此區(qū)域最高電位為中性點(diǎn)偏移電壓，一般較低，整個(gè)檢測(cè)空間電位梯度較小，對(duì)傳感器的影響也很小，故一般金屬箱即可解決電場(chǎng)干擾問(wèn)題。實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，只需保障傳感器、干抗、檢測(cè)人三者之間的絕緣問(wèn)題。

同時(shí)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于受檢測(cè)距離和通道順暢程度影響，超高頻法和超聲波法通常所采用的皮庫(kù)為單位描述局部放電強(qiáng)度并無(wú)實(shí)際意義，檢測(cè)儀器的檢測(cè)數(shù)據(jù)滿足定性分析需要即可。

3 干抗燒損事故的預(yù)防

干抗燒損事故多由局部放電緩慢發(fā)展引起，即運(yùn)行中干抗內(nèi)部發(fā)生了局部放電，不一定立即就會(huì)發(fā)生燒損事故。如果能在運(yùn)行中及時(shí)檢測(cè)到局部放電信息，就可以盡快將干抗停止運(yùn)行，進(jìn)行缺陷處理，即可避免干抗燒損事故。

目前，對(duì)局部放電缺陷處理的有效方法是在放電處噴涂RTV或PRTV。針對(duì)污穢引起的局部放電，可以采用內(nèi)窺鏡技術(shù)對(duì)干抗包封內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，并定期進(jìn)行水沖洗處理。同時(shí)，建議取消干抗防護(hù)罩，以實(shí)現(xiàn)雨水對(duì)干抗的自然沖刷作用。

［1］ 敖 明.戶外干式空心電抗器表面樹枝狀放電試驗(yàn)研究［J］.中國(guó)電力，2000，33(3):39-41.

［2］ 談克雄，朱德恒，立福祺，等.發(fā)電機(jī)變壓器放電故障的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用 ［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004，28(15):53-55.

［3］ 倪學(xué)鋒，林 浩，吳義華.干式并聯(lián)電抗器表面放電的原因及解決措施［J］.高電壓技術(shù)，1999，25(3):57-59.

Partial Discharge Detection Probe and Accident Prevention for Dry-type Air-core Reactor

ZHOU Pei-zhong，GUO Chun-zhi，XU Xiao-yu
(Maintenance Branch of Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110003，China)

Dry-type air-Core reactor is a kind of important reactive-load compensation equipment in the electric power system.In recent years，several burnout accidents caused by internal faults of the dry-type air-core reactor have occurred during its operation.Fault analysis has indicated that most of the dry-type reactor faults are caused by partial discharge inside its winding sheath;as the partial discharge is getting more and more serious，turn-to-turn fault of the windings(even the run-through discharge)occurs and finally causes the burnout of the dry-type air-core reactor.This article puts forward a basic approach of detecting whether partial discharge faults existed in the dry-type air-core reactor during its operation.Restoring the insulation of discharge surface by means of spraying PRTV is propose to avoid the occurrences of the burnout accidents of the dry-type air-core reacotrs.

Dry-type air-core reactor;Partial discharge;Detecting;Accident prevention

TM47

A

1004-7913(2013)03-0051-02

周培忠 (1962—)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事超高壓輸變電企業(yè)生產(chǎn)管理工作。

2012-11-28)