一起35KV干式電抗器閃絡(luò)故障原因分析及防范措施

逯文佳　臧璇

摘要：針對(duì)一起35 kV 干式電抗器投入時(shí)發(fā)生的閃絡(luò)放電故障進(jìn)行調(diào)查分析，通過故障后設(shè)備試驗(yàn)、解體檢查等情況，結(jié)合故障電抗器的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀況，對(duì)故障產(chǎn)生和發(fā)展的原因進(jìn)行分析和總結(jié)。指出避免該類故障發(fā)生應(yīng)采取的措施，分析結(jié)果對(duì)提高串聯(lián)電抗器組運(yùn)行可靠性具有重要意義。

關(guān)鍵詞：干式電抗器;閃絡(luò);匝間絕緣

引言：電力系統(tǒng)中，常采用并聯(lián)電容器組的方式來提高功率因數(shù)，以補(bǔ)償電力系統(tǒng)無功功率。為了保護(hù)電容器組的安全運(yùn)行，常在電容器組上加裝串聯(lián)電抗器，干式串聯(lián)電抗器是無功補(bǔ)償裝置中的重要元件，起到保護(hù)電容器組及消除電網(wǎng)諧波的作用。本文選取一起35kV干式電抗器閃絡(luò)故障進(jìn)行了原因分析，并提出了防范措施。

1故障情況

2018年9月4日20：30，某500KV變電站站#4主變啟動(dòng)送電過程中，35kV#4B電容器第一次沖擊送電時(shí)，開關(guān)投入約5-6秒后B相串抗發(fā)生閃絡(luò)放電，20：45，35kV#4B電容器轉(zhuǎn)檢修。

1.1設(shè)備基本情況

故障串聯(lián)電抗器為天津經(jīng)緯正能電氣有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為：CKDK-35-2400/2.88-12，容量2400kVar，雙層結(jié)構(gòu)。電抗器參數(shù)如下：

1.2設(shè)備試驗(yàn)情況

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)B相電抗器地面有電弧燃燒的金屬殘留物，B相電抗器通風(fēng)道中有明顯的放電痕跡。現(xiàn)場進(jìn)行直流電阻測(cè)試和電感測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果顯示三相差別不大，推測(cè)無較大斷股。

對(duì)電抗器的匝間絕緣試驗(yàn)結(jié)果顯示B相不合格，試驗(yàn)過程中能聽到明顯放電聲音。

1.3故障后檢查情況

隨后將故障電抗器返廠剖解檢查。

（1）拆掉故障電抗器1～3包封層，將第4包封層分離出來，并將第4包封放電部分切割分離出來，找到故障發(fā)生包封層外側(cè)。

檢查環(huán)氧材料與鋁導(dǎo)線結(jié)合緊密，無氣泡產(chǎn)生，個(gè)別部位絕緣層厚度不一。

（2）拆除第4包封外絕緣層，并找到放電導(dǎo)線的位置，經(jīng)過現(xiàn)場解剖分析，事故點(diǎn)發(fā)生在第4包封的第1、2層，如下圖所示。

2故障原因分析

綜合分析運(yùn)行故障發(fā)生情況和廠內(nèi)拆解、高壓試驗(yàn)情況，得出以下分析結(jié)論：

1）根據(jù)高壓試驗(yàn)結(jié)果，可以證明鐵絲、樹枝與泥土等不會(huì)對(duì)運(yùn)行中的串聯(lián)電抗器造成異常發(fā)熱、絕緣損壞等破壞性影響。

2）根據(jù)現(xiàn)場拆解情況，判斷造成本次電抗器故障的原因?yàn)殡娍蛊骶€圈上端內(nèi)部電磁線絕緣有先天薄弱缺陷，在電抗器投切時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生3～5倍過電壓，由于電抗器雜散電容作用，暫態(tài)過電壓在線圈端部有1.3倍左右的不均勻分布性，使得電抗器上端的內(nèi)部絕緣問題被暴露和放大，僅在短短的幾秒鐘之內(nèi)就出現(xiàn)匝間絕緣擊穿，發(fā)生匝間短路，引起局部溫度驟升，進(jìn)而將導(dǎo)線與周邊絕緣融化，并向外噴射，造成事故。

造成電磁線絕緣缺陷的原因?yàn)殡娍蛊骼@制過程中有絕緣膜機(jī)械剮蹭損傷所致，工序間試驗(yàn)未能檢驗(yàn)出來，留有隱患，才導(dǎo)致剛剛投入即發(fā)生匝間擊穿事故。

3）本次擊穿位置位于下部線圈第4包封上端的第1、2層處，從磁場分布看，該電抗器為上下兩層結(jié)構(gòu)，在上下兩層中間為磁場疊加區(qū)域，場強(qiáng)最強(qiáng)，表面所受的電壓應(yīng)力也最大，加大了絕緣擊穿的可能。

3防范措施

1） 重新生產(chǎn)6臺(tái)單層電抗器，對(duì)#4B電容器串抗進(jìn)行更換;列入停電計(jì)劃，對(duì)#4A電容器串抗進(jìn)行更換。

2）提高繞組繞制工序間測(cè)試耐壓水平，避免電磁線絕緣膜剮蹭損傷、夾雜異物對(duì)電抗器造成影響，消除隱患。

3）提高電抗器包封工藝質(zhì)量，杜絕出現(xiàn)包封外絕緣厚薄不一、密封不良等情況。

4）加強(qiáng)電抗器運(yùn)行巡視，發(fā)現(xiàn)電抗器上有鐵絲等異物時(shí)，及時(shí)安排停電處理。

5）加強(qiáng)新設(shè)備出廠把關(guān)，在電抗器出廠之前必須進(jìn)行匝間絕緣試驗(yàn)和雷電沖擊試驗(yàn)。

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