35kV干式空心電抗器常見(jiàn)故障及整改措施

陳加盛

電抗器是重要的的電力設(shè)備，在電力系統(tǒng)中起補(bǔ)償雜散容性電流、限制合閘涌流、限制短路電流、濾波、阻波等作用[1]。干式空心電抗器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電抗值線性度好、質(zhì)量輕、設(shè)備成本低、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)，自1980年代起在我國(guó)電網(wǎng)得到了廣泛應(yīng)用[2-3]，隨著干式空心電抗器運(yùn)行數(shù)量的逐年增多及運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，早期產(chǎn)品存在技術(shù)不成熟或工藝控制不到位等因素導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量缺陷逐漸顯現(xiàn)[4-5]。老舊的電抗器常見(jiàn)的安全隱患有調(diào)匝環(huán)線圈老化破損，引拔棒松動(dòng)變位，外包封絕緣老化脫落，這些安全隱患可能會(huì)引起局部電弧放電、絕緣燒損等故障[6-7]，甚至造成匝間短路引發(fā)電抗器燒毀事故。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10229—1988電抗器要求，電抗器如存在嚴(yán)重影響安全運(yùn)行的因素，應(yīng)立即進(jìn)行整改。因此，針對(duì)這些安全隱患，必須采取相應(yīng)的整改措施，對(duì)調(diào)匝環(huán)線圈有破損的應(yīng)更換調(diào)匝環(huán)，引拔棒松動(dòng)變位的應(yīng)使其復(fù)位，外包封絕緣老化脫落的應(yīng)重新噴涂RTV膠，并且要做防鳥(niǎo)格柵以防止鳥(niǎo)類進(jìn)入電抗器內(nèi)部。本文以最常見(jiàn)的西安中揚(yáng)的35kV干式空心電抗器為例，介紹老舊電抗器的整改措施。

1 更換調(diào)匝環(huán)

電抗器上的調(diào)匝環(huán)經(jīng)過(guò)多年投運(yùn)后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)調(diào)匝環(huán)上抽頭的外絕緣老化，甚至有些有破損斷線，這種情況很容易會(huì)造成匝間短路，引起火災(zāi)燒毀電抗器[8-9]。因此，如果在排查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有調(diào)匝環(huán)抽頭斷線，就一定要更換調(diào)匝環(huán)。通過(guò)更換調(diào)匝環(huán)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)破損線圈的更換，防止調(diào)匝環(huán)匝間短路的發(fā)生，消除電抗器運(yùn)行隱患。調(diào)匝環(huán)按所在位置有分為上星架調(diào)匝環(huán)和下星架調(diào)匝環(huán)，相應(yīng)的更換方案也需要分兩種情況。

1.1 上星架調(diào)匝環(huán)更換方案

1）拆掉產(chǎn)品保護(hù)傘，剔除原上星架調(diào)匝環(huán)。

2）將新制作的調(diào)匝環(huán)裝在 U型鋁板槽內(nèi)按原位置布置在鋁排上端面，做好定位并標(biāo)識(shí)清楚。

3）取掉U型鋁板的調(diào)匝環(huán)，將定位的U型鋁板與上星架鋁排進(jìn)行焊接。

4）將調(diào)匝環(huán)安裝在 U型鋁板上，做好絕緣處理，包護(hù)調(diào)匝環(huán)保護(hù)套；完成后用玻璃絲纖維帶綁扎將調(diào)匝環(huán)固定，并刷膠處理，如圖1所示。

圖1 上星架調(diào)匝環(huán)安裝方式

5）完成后進(jìn)行引線焊接，安裝保護(hù)傘。

1.2 下星架調(diào)匝環(huán)更換方案

1）剔除原下星架調(diào)匝環(huán)。

2）新制作的調(diào)匝環(huán)裝在用 U型鋁板槽內(nèi)按原位置布置在鋁排下端面，做好定位并標(biāo)識(shí)清楚。

3）取掉U型鋁板的調(diào)匝環(huán)，將定位的U型鋁板與下星架鋁排進(jìn)行焊接。

4）將調(diào)匝環(huán)安裝在 U型鋁板上，做好絕緣處理，包護(hù)調(diào)匝環(huán)保護(hù)套，并用玻璃絲纖維帶綁扎將調(diào)匝環(huán)固定，并進(jìn)行刷膠處理。如圖2所示。

圖2 下星架調(diào)匝環(huán)安裝方式

5）完成后進(jìn)行引線焊接。

2 引拔棒復(fù)位

引拔棒位為各包封之間，起到支撐作用，還起到各包封層之間的絕緣作用，如果過(guò)多的引拔棒松動(dòng)變位，就容易引起電抗器運(yùn)行異響，松動(dòng)的引拔棒運(yùn)行過(guò)程中易抖動(dòng)與包封摩擦，破壞包封的外表皮，從而增加線圈斷線的風(fēng)險(xiǎn)[10-11]。通過(guò)對(duì)變位的引拔棒進(jìn)行復(fù)位并固定，電抗器在運(yùn)行中發(fā)出的震動(dòng)不會(huì)引起引拔棒抖動(dòng)發(fā)出異響，也防止了引拔棒不斷抖動(dòng)磨破包封，消除了安全隱患。因此，必須對(duì)松動(dòng)變位的引拔棒進(jìn)行復(fù)位并固定，具體方案如下：

1）將有松動(dòng)或移位的引拔棒輕敲，使偏移引拔棒復(fù)位。

2）對(duì)難以復(fù)位的引拔棒，可截?cái)嗤饴遁^長(zhǎng)的部分。

3）在引拔棒棱邊位置用鋸條輕磨凹痕，具體位置為上端圈及下端圈水平位置。

4）將以上處理過(guò)的引拔棒用浸膠玻璃絲帶綁扎固定，使其不再位移，要求綁扎保持有張力，不松垂，用8字形進(jìn)行捆綁，其綁扎方式如圖3所示。

圖3 引拔棒綁扎方式

3 整體噴涂RTV膠

電抗器表面涂抹的 RTV容易隨著運(yùn)行年限老化、脫落，無(wú)法很好地起到保護(hù)包封和線圈的作用。通過(guò)定期噴涂RTV膠，可以對(duì)電抗器起到更好的保護(hù)，防止了脫膠嚴(yán)重造成匝間短路的安全隱患。因此，要定期對(duì)老化的RTV進(jìn)行清潔和重新噴涂。

1）首先用工具清除對(duì)產(chǎn)品外表面聚集的污物及脫落松散的RTV膠涂層，然后再對(duì)產(chǎn)品外表面進(jìn)行整體清潔（擦拭表面灰塵或用空壓機(jī)吹凈）。

2）用 RTV膠對(duì)電抗器產(chǎn)品外表面整體進(jìn)行噴涂覆蓋，顏色為B05；要求RTV膠層厚度均勻，色澤一致，表面平滑無(wú)瘤、無(wú)氣泡。

3）建議噴膠的產(chǎn)品每5年進(jìn)行RTV膠的清潔及重新噴涂。

4 加裝防鳥(niǎo)柵

鳥(niǎo)類容易進(jìn)入電抗器包封頂部進(jìn)行筑巢，常年累月聚集的鳥(niǎo)糞具有腐蝕性，會(huì)加快電抗器表面絕緣的老化，使電抗器處于一個(gè)惡劣的運(yùn)行環(huán)境。通過(guò)加裝防鳥(niǎo)格柵，可以完全杜絕鳥(niǎo)類進(jìn)入電抗器中，消除了鳥(niǎo)類對(duì)電抗器造成的影響。因此，必須要有防鳥(niǎo)格柵，以防止鳥(niǎo)類進(jìn)入電抗器。

為了能夠完全防止鳥(niǎo)類進(jìn)入電抗器內(nèi)，只有在保護(hù)傘頂部開(kāi)口位置、在保護(hù)傘與產(chǎn)品上端圈的縫隙之間、在線包下端圈星架上均設(shè)置格柵，才能起到防止鳥(niǎo)類進(jìn)入電抗器的作用。具體加裝的格柵位置如圖4所示。

圖4 防鳥(niǎo)格柵加裝位置

4.1 加裝防鳥(niǎo)格柵總體方案

1）主材。采用樹(shù)脂浸潰玻璃纖維網(wǎng)柵作為防鳥(niǎo)柵。此材料耐熱等級(jí)高，有一定的硬度、韌性好，可滿足要求。網(wǎng)柵板的規(guī)格選用網(wǎng)孔為 12mm×16mm，δ =1.2～1.5mm。

2）防鳥(niǎo)柵網(wǎng)柵加工準(zhǔn)備。網(wǎng)柵按實(shí)際需求剪裁下料，周圍邊框及中間用φ3盤(pán)圓作加強(qiáng)骨架，網(wǎng)柵與骨架用換用帶膠無(wú)緯帶和抗紫外線扎帶（耐溫155℃）綁扎固定。

3）加固工藝方法。先用尼龍收緊帶將做好的網(wǎng)柵與加裝部位做臨時(shí)定位綁扎，然后用帶膠無(wú)緯帶和抗紫外線扎帶對(duì)網(wǎng)柵進(jìn)行多點(diǎn)細(xì)節(jié)綁扎固定（每間隔 200～30mm），綁扎后用熱吹風(fēng)機(jī)對(duì)無(wú)緯帶綁扎結(jié)處適當(dāng)加熱，促其抉速固化（要求綁扎有張力，不松垂）。

4.2 保護(hù)傘頂部開(kāi)口位置加裝防鳥(niǎo)格柵方案

1）保護(hù)傘頂部網(wǎng)柵按頂孔直徑+100剪裁下料，外圓及中間用φ3盤(pán)圓作加強(qiáng)骨架，φ3盤(pán)圓骨架直徑與頂傘立框基本相同。

2）按圖5所示位置在網(wǎng)柵邊框上開(kāi)穿線孔，開(kāi)孔處數(shù)同星架臂數(shù)，每處開(kāi)兩孔，直徑為8mm，頂傘立框?qū)?yīng)位置也開(kāi)同樣大小的穿線孔。

圖5 保護(hù)傘頂部開(kāi)口位置防鳥(niǎo)格柵固定方法

3）將頂傘網(wǎng)柵按圖5所示位置用尼龍?jiān)鷰⒕W(wǎng)柵φ3盤(pán)圓骨架直徑與頂傘立框固定，多余帶頭剪掉。然后用帶膠無(wú)緯帶和抗紫外線扎帶對(duì)網(wǎng)柵進(jìn)行多點(diǎn)細(xì)節(jié)綁扎固定綁扎后，用熱吹風(fēng)機(jī)對(duì)無(wú)緯帶綁扎結(jié)處適當(dāng)加熱，促其快速固化。要求：網(wǎng)柵固定平整牢固。

4.3 保護(hù)傘與電抗器上端圈之間的縫隙加裝防鳥(niǎo)

格柵方案

1）用手槍鉆（配φ5鉆頭）、自攻螺釘（M6×12）將支撐板分別與電抗器各星架臂配鉆連接固定，如圖6所示。

圖6 支撐板固定方式

2）按所需圓周弧長(zhǎng)尺寸及包封頂與垂直上方傘頂高度尺寸裁剪側(cè)網(wǎng)柵。

3）用φ3盤(pán)圓骨架穿過(guò)支撐板盤(pán)圓穿孔沿電抗器圓周圍繞兩道。用帶膠無(wú)緯帶和抗紫外線扎帶將網(wǎng)柵綁扎固定在支撐排及盤(pán)圓骨架上，綁扎后用熱吹風(fēng)機(jī)對(duì)無(wú)緯帶綁扎處適當(dāng)加熱促其固化。

4）網(wǎng)柵板拼接處用帶膠無(wú)緯帶和抗紫外線扎帶綁緊加固。要求玻璃網(wǎng)格平整、牢固。

4.4 電抗器下端圈內(nèi)孔拉置加裝防鳥(niǎo)格柵方案

1）按電抗器內(nèi)子直徑尺寸裁剪底圓網(wǎng)柵。

2）先用φ3盤(pán)圓沿電抗器內(nèi)孔圓周盤(pán)成圓形骨架，再用鋁扎線、帶膠無(wú)緯帶和抗紫外線扎帶將底圓網(wǎng)柵與φ3盤(pán)圓和下星架綁扎固定，綁扎后用熱吹風(fēng)機(jī)對(duì)無(wú)緯帶綁扎處適當(dāng)加熱促其固化（要求綁扎有張力，不松垂）。

3）網(wǎng)柵板拼接處（拼接長(zhǎng)度≥50m），用帶膠無(wú)緯帶和抗紫外線扎帶綁緊加固（每隔100mm綁扎一次）。要求玻璃網(wǎng)格平整、牢固。

5 結(jié)論

本文以西安中揚(yáng) 35kV干式空心電抗器為例，詳細(xì)介紹了更換調(diào)匝環(huán)、引拔棒復(fù)位、噴涂RTV膠、裝設(shè)防鳥(niǎo)格柵的具體方案。通過(guò)這些整改措施，消除了電抗器常見(jiàn)的安全隱患，從而保障電抗器能夠安全運(yùn)行。

[1] 崔志剛. 干式空心并聯(lián)電抗器故障原因分析探討[J].變壓器, 2012, 49(3)： 61-63.

[2] 徐林峰, 林一峰, 王永紅, 等. 干式空心電抗器匝間過(guò)電壓試驗(yàn)技術(shù)研究[J]. 高壓電器, 2012, 48(7)： 71-75.

[3] 江少成, 戴瑞海, 夏曉波, 等. 干式空心電抗器匝間絕緣檢測(cè)原理及試驗(yàn)分析[J]. 高壓電器, 2011, 47(6)：67-71.

[4] 楊建立, 常會(huì)軍, 武成章. 干式空心電抗器的安全運(yùn)行及檢修[J]. 電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償, 2013, 34(1)：70-73.

[5] 苗俊杰, 姜慶禮. 500kV變電站35kV干式電抗器故障分析[J]. 電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償, 2012, 33(2)： 65-69.

[6] 龐鍇, 陳豪然, 王海明. 35kV干式空心電抗器玻璃鋼底座接地扁鐵發(fā)熱問(wèn)題的探討[J]. 河南電力,2010(4)： 58-60.

[7] 劉海瑩, 魏賓. 干式空心電抗器的運(yùn)行分析及故障處理[J]. 高壓電器, 2004, 40(3)： 239-240.

[8] 魏敏. 一起35kV空心電抗器故障原因分析及預(yù)防措施[J]. 電氣技術(shù), 2017, 18(3)： 143-147.

[9] 張志東, 劉建月, 薛趙紅. 35kV干式電抗器異響故障分析與處理[J]. 電氣技術(shù), 2015, 16(6)： 126-127, 129.

[10] 姜志鵬, 周輝, 宋俊燕, 等. 干式空心電抗器溫度場(chǎng)計(jì)算與試驗(yàn)分析[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2017, 32(3)：218-224.

[11] 鮑曉華, 張程, 胡云鵬. 空心電抗器的復(fù)合被動(dòng)屏蔽結(jié)構(gòu)的電磁性能分析[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2016,31(S1)： 68-75.