電容器組電抗器著火原因分析及防范措施

李抗震

(國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟(jì)南 250021)

1 事故發(fā)生經(jīng)過

2014-09-06T05:55，某500 kV變電站2B號(hào)電容器組投入運(yùn)行。08:05左右，巡視人員發(fā)現(xiàn)該電容器組空心電抗器A相上端內(nèi)有亮光出現(xiàn)；不久起火燃燒，巡視人員立即手動(dòng)切除了該電抗器。

該電抗器燒毀前，二次保護(hù)無動(dòng)作，故障錄波器沒有記錄，斷路器沒有動(dòng)作，避雷器放電計(jì)數(shù)器沒有動(dòng)作。2B號(hào)電容器組運(yùn)行過程中，后臺(tái)記錄當(dāng)時(shí)電壓為37.5 kV，電流為893 A。

2 空心電抗器參數(shù)

發(fā)生故障的空心電抗器的生產(chǎn)日期為2012年9月，為單相、戶外、平裝式電抗器，型號(hào)為CKDGKL-35-2400/2880-12W，具體參數(shù)如表1所示。

表1 電抗器參數(shù)

3 試驗(yàn)及檢查情況

3.1 試驗(yàn)情況

(1) 直流電阻測試。采用QJ-44直流雙臂電橋，在28 ℃環(huán)境溫度下進(jìn)行，其結(jié)果如表2所示。

表2 直流電阻測試值

(2) 電抗測試。采用2840電橋，在28 ℃環(huán)境溫度下進(jìn)行，其結(jié)果如表3所示。

表3 電抗測試值

(3) 損耗測試。采用2840電橋，在28℃環(huán)境溫度下進(jìn)行，其結(jié)果如表4所示。

表4 損耗測試值

(4) 用雷電沖擊試驗(yàn)替代繞組匝間絕緣測試。采用雷電沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，在28 ℃環(huán)境溫度、40 %相對濕度下進(jìn)行，其結(jié)果如表5所示。

表5 雷電沖擊試驗(yàn)結(jié)果

上述試驗(yàn)表明，電抗器B，C相試驗(yàn)結(jié)果都合格，而A相卻由于燒壞未能通電做試驗(yàn)。

3.2 檢查情況

(1) 檢查外觀發(fā)現(xiàn)電抗器A相上部燒毀；B，C相無異常。

(2) 將電抗器A相的每個(gè)包封逐一進(jìn)行解體，檢查其內(nèi)部情況。A相第1，2，3，4，5，6包封上端存在明顯燃燒的痕跡;第6，7包封上端有少量導(dǎo)線短路；第8包封上端短路匝數(shù)最多，損壞最嚴(yán)重；第9包封上端有少量導(dǎo)線短路，短路點(diǎn)處從上到下存在燃燒熏黑現(xiàn)象。

4 故障原因分析

解體電抗器A相的每個(gè)包封時(shí)，發(fā)現(xiàn)第6，7，8，9包封相聯(lián)點(diǎn)上部靠進(jìn)線端子處都存在匝間短路現(xiàn)象，其中第8包封短路匝數(shù)最多、損壞最嚴(yán)重，其他包封損壞都不大；各包封中下部的導(dǎo)線絕緣薄膜完好，無老化、過熱情況。由此可以說明A相匝間短路點(diǎn)在第8包封上部，其余地方受該點(diǎn)影響，隨故障擴(kuò)大而發(fā)生短路。因此，可排除A相故障是由于熱老化引起的。

綜上所述，造成電抗器A相燒毀的原因?yàn)椋褐圃祀娍蛊魉玫哪掣鶎?dǎo)線絕緣薄膜存在質(zhì)量瘕疵，并且有匝間重迭。電抗器投運(yùn)后會(huì)承受合閘涌流和投切過電壓，此時(shí)電抗器匝間電壓會(huì)很高，而在導(dǎo)線絕緣薄膜薄弱點(diǎn)處造成電壓擊穿。因運(yùn)行中電壓波動(dòng)(因系統(tǒng)有諧波存在，電壓波動(dòng)比工頻時(shí)更大)，在擊穿點(diǎn)處會(huì)不時(shí)出現(xiàn)重?fù)舸?，長期作用下會(huì)使相鄰2匝導(dǎo)線因絕緣完全破壞而連通，造成匝間短路，最終導(dǎo)致A相電抗器起火燒壞。

因此，A相電抗器的損壞是由于所用導(dǎo)線絕緣薄膜存在絕緣薄弱點(diǎn)并且匝間重迭導(dǎo)致絕緣擊穿，存在一定的偶然性。

5 原因總結(jié)及防范措施

分析近年來電抗器出現(xiàn)的幾次閃絡(luò)或著火現(xiàn)象，原因有以下3點(diǎn)：

(1) 包封端部絕緣降低，造成沿面閃絡(luò)；

(2) 包封至米字架上連接引線焊接不良，造成運(yùn)行時(shí)有打火現(xiàn)象；

(3) 包封內(nèi)部繞組絕緣狀態(tài)不良，有絕緣薄弱點(diǎn)，造成運(yùn)行時(shí)有局部放電現(xiàn)象。

針對以上原因，制定防范措施如下。

(1) 加強(qiáng)設(shè)備巡視，密切關(guān)注設(shè)備有無異音、底部有無脫落物、層間撐條有無下落、設(shè)備本體及線夾等部位有無發(fā)熱變色痕跡。

(2) 設(shè)備停電時(shí)，進(jìn)行電抗器直阻及電抗值測量。重點(diǎn)檢查電抗器繞組引線與米字架焊接是否有不牢固現(xiàn)象。對外包封進(jìn)行PRTV涂刷工作，對其他包封進(jìn)行端部PRTV涂刷工作，對包封間通風(fēng)道采用鼓風(fēng)方式進(jìn)行清理。對間隔內(nèi)的斷路器加強(qiáng)檢查試驗(yàn)，確保性能完好。