（广东电网有限责任公司惠州供电局 广东惠州 516001）
摘要：在现代电网中，干式空芯电抗器以其干式无油、免维护的特点，获得广泛应用。在系统电压调节过程中起着重要作用,其可靠运行直接影响到整个电网的安全稳定。文章从博罗站电抗器基础电抗器基础发热和开裂着手，从原理和结构上对其发热和开裂原因进行了分析，并提出了相关防范措施。结果表明，电抗器基础钢筋形成闭环、产生涡流是引发电抗器基础发热和开裂的主要原因，在生产和施工中要避免电抗器周围的金属环路。
关键词：电抗器；基础；涡流；发热
1 问题提出
博罗站使用的是户外单相空心干式电抗器。其中#2母线采用3组（12台）北京电力设备总厂生产的型号为：BKK-20000/35的电抗器，每台额定容量20MVA；#3母线采用3组（12台）加拿大传奇公司生产的型号为：BKDGKL-20000/35的电抗器，每台额定容量20MVA。电抗器均采用水平三角形排列。
2015年04月08日，博罗站运行人员在进行红外测温时发现#2母线电抗器混凝土基础上部存在明显的发热点,最大温差达到16.3℃；而#3母线电抗器混凝土基础相同部位却不存在发热点，且温差不到3℃，混凝土基础温度基本维持在23.3℃左右。另外，运行人员还发现，#2母线电抗器混凝土基础还存在贯穿性裂纹，混凝土基础已被分裂成几部分，有些裂纹宽度甚至达到了2mm。与之对应，#3母线电抗器混凝土基础却是完整的，不存在任何裂纹。
2 电抗器基础开裂原因分析
现场对比发现，#2、#3母线电抗器基础完整性存在较大差别。进一步考察分析发现，干式电抗器的结构为空心结构,在工频条件下运行时,不但会产生在水平方向的漏磁通,还会产生垂直方向上的漏磁通,而且漏磁强度较大。如果在漏磁通垂直方向上存在闭合回路,就会在回路中产生涡流。干式电抗器邻近的金属钢管遮栏、接地网、支持底座的接地引下线如果形成环路，电抗器产生的磁场还容易在其中产生环路损耗和涡流损耗,导致导体出现发热现象。现场敲开#2母线的发热点的混凝土，发现其内部为一直径50mm的钢管，而敲开#3母线的相对应部位，发现内部为一根直径为12mm的钢索。电抗器基础施工图纸显示，#2母线电抗器混凝土基础中预埋有三层直径为50mm钢管，每层有四根。#3母线电抗器混凝土基础中预埋有三层直径为12mm的钢索，每层有四根，而且#3母线钢索埋设深度（距基础上平面450mm）大于#2母线钢管埋设深度（距基础上平面90mm）。
根据空心电抗器的特性，轴向越靠近电抗器，磁场就越大，即同样的钢环，轴向越靠近电抗器，涡流效应就越强，发热就越厉害。通过万用表测量发现，#2母线上层钢管是导通的，同时，通过测量也发现上层钢管通过预埋基础钢板锚钩与电抗器预埋基础钢板同样是导通的。上层钢管通过预埋接地钢板与基础上的开环接地扁钢之间形成涡流环。通过测量发现#3母线钢索之间是不导通的，钢索与接地钢环也是不导通的。另外，通过红外测温发现#2母线基础的接地扁钢环温度明显比#3母线基础接地扁钢环高见图1红色箭头所示，有32度的温度差。我们在红外测温图片中也发现，#2母线在接地钢环之间还有两条明显的亮纹，从曲线分析中可以看到，#2母线的曲线有四个波峰，外面的两个波峰为接地扁钢环的位置，中间的两个波峰正好对应两根钢管如图1蓝色箭头所示，这两条亮纹正好是上层钢管所在的位置。#3母线的曲线有两个个波峰，正好是接地扁钢环所在位置，而且接地扁钢环之间温度差别是很小的，温度曲线是平缓的。这说明#2母线电抗器基础上层钢管与接地扁钢圆环之间形成闭环，#3母线电抗器基础上层钢索与接地扁钢圆环之间未形成闭环。
空心电抗器由多个同轴的包封组成，各包封在电气上并联，每个包封中又由多根并联铜线或铝线根据设计需要绕制多层而成，每根导线上包有聚脂薄膜作为匝绝缘。空心电抗器大部分故障都是烧毁故障，烧毁故障都是因为包封匝间绝缘部分老化,造成老化的主要原因是匝间出线裂痕，裂痕内部浸入一定量的雨水,产生局部放电,加速绕组绝缘的老化,雷雨天气造成绝缘进一步下降,以致造成局部匝间绝缘击穿,形成匝间短路。
#2母线基础上层钢管不但自己形成一个环，上层的钢管还跟预埋钢板锚钩相连，造成上层钢管与接地扁钢圆环之间连接成闭合的环路，这是造成发热的根本原因。因为基础中钢管的发热，由于钢管发热与钢管周围混凝土之间产生近15度的温度差，造成电抗器混凝土基础出现明显的裂痕，这些裂痕全部都是贯穿基础的裂痕。一旦基础出现不规则的沉降或者倾斜，那么电抗器的相应的支撑绝缘脚将会悬空而不受力，电抗器包封匝间就会受到不均匀的应力，长期不均匀的应力将会造成电抗器匝间龟裂。
3 改进措施
针对博罗站#2母线电抗器基础存在明显发热点和开裂的情况，提出了以下几点改进措施：
1、消除闭合的金属环路，将闭环环路解环，如图2所示；
2、重视电抗器的接地方式和选材问题，对于电抗器等电感型设备的接地材料建议采用铜接地材料，其薄度和厚度在保证泄流能力的前提下尽量小，上下端连接采用不锈钢螺丝；
3、对#2母线电抗器基础进行必要的维护，加装不锈钢抱箍，防止基础进一步开裂；
4、加强变电站土建方面的验收工作，运行人员应全程参与变电站土建工作的每个环节，彻底抛弃“重电气，轻土建”的观念。
图2 接地圆环开环图
4 结论
文章通过分析博罗变电站内电抗器基础发热和开裂情况，挖掘了电抗器土建方面存在的潜在危险，从运行和检修等方面提出了电抗器基础故障的防范措施，对提高干式电抗器运行可靠性具有重要意义。文章主要结论有：（1）在电抗器附近要消除闭合金属环路，避免形成涡流热源；（2）电抗器基础施工中，重视电抗器的接地方式和选材问题，在保证泄流能力的前提下，尽量选用薄度和厚度小的铜材料。
参考文献
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[3]楚金伟，陈伟民，张良，张晋寅，周海滨.干式空心电抗器烧损故障分析[J]，广东电力,2016年07月，第29卷第7期.
论文作者:黄志,高士森,王铁柱
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/28
标签：电抗器论文; 母线论文; 基础论文; 钢管论文; 博罗论文; 涡流论文; 混凝土论文; 《电力设备》2017年第21期论文;