摘要：改革开放以来，我国城市化进程的不断深化，国内基础建设越来越完善，居民用电率与电网覆盖率都极大提高，随着进入二十一世纪后智能科技的研究与发展速度日新月异，科技智能化的领域已经普及到发电站与电网。本文对高压电抗器的功能作用进行了描述，对高压电抗器几种较为典型的异常状态及对应措施进行了阐述，而后结合现实案例对某变电站500kV高压并联电抗器出现的异常现象进行吊罩检修处理，并对异常现象进行了对应的处理，为电抗器的异常检测维修积累了重要经验。
关键词：高压并联电抗器；异常分析；吊罩；检修处理
一 高压电抗器的作用
电抗器也在某些系统中也成为电感器，其功能原理是电流通过导体时，会使导体所在的特定空间内容产生磁场，根据导体在通电时所产生的磁场力度大小，就能够对通过导体的电流感强弱进行一个判定。电抗器的结构通常是由导线围绕螺线管构成，有的型号会在螺线管内插入铁芯以使其增加电感。在电力系统中，特别是复杂的电网中通常使用的是并联电抗器，串联电抗器主要是对线路中的短路电流进行控制以及对电网中的高次谐波进行控制。对于高压电网来说，并联电抗器的作用更是无可替代，在高压电网的结构中通过多个并联电抗器的协调能够对电网的电压进行控制，500kV高压并联电抗器能够对电力系统的运行进行有效改善，并且还具备多种保护功能。较为显著的功能有：对过高电压进行暂缓抚平，保持电压稳定；对长距离输电线路进行电压保护；平衡轻负荷线路的无功功率减少功率流失；在复杂电网系统中家底高压母线上工频电压以保证设备安全稳定；对较长输送电路中的发电机可能出现的自励磁谐振状况进行防护等。高压并联电抗器如图1所示。
图 1 高压并联电抗器外观
电抗器根据不同环境长期运行，其使用寿命是额定负载下使用的正常时间范围，根据制造材料的优劣决定其具体使用年限。电抗器由金属材料与绝缘材料组合制成，金属材料具有耐高温与腐蚀的特性，能具有较长的使用寿命，而绝缘材料则不同于金属材料具有那样强韧的耐性，绝缘材料会因为长期的高温环境以及电磁场的影响下，逐渐丧失本身的物理属性，变得脆弱易损坏，这个过程就是材料老化的过程。随着绝缘材料的老化，电抗器可能会出现各种各样的异常现象，从而影响电抗器的正常运行。
二 高压电抗器的异常分析
随着科技的发展与经济的进步，居民用电率与电网覆盖率都极大提高，高压电抗器在现实电力系统中的配置越来越多，并且其在长期的工作中会出现一些异常情况，对电网的正常稳定工作带来一些问题，下面有几种较为典型的异常状态及对应措施。
2.1 局部温度较高
电抗器在长期持续工作时，某一部分温度超过其它整体部分的温度，这种情况使得电抗器的聚脂薄膜的老化速度加快，当电抗器与电线的引入部分的防水膜由于老化而出现开裂的缝隙后，在下雨的时候回使雨水顺着缝隙渗入造成短路情况而引起燃烧。造成高压电抗器局部温度较高的因素还有接线端子与绕线焊接的质量较差，从而在电流通过时造成较大的多余电阻而产生高温，对电抗器内部元件造成损害；另外电抗器外壳的通风空隙经过长时间的风水雨打以及自然环境中的沙尘影响，造成通风空隙堵塞的情况也不利于其内部的高温散发出去，严重时因高温而引起燃烧。对于电抗器局部温度过高的情况，应该通过检测维护查出其问题所在，对其根本原因实行相应的措施，如清理电抗器通风孔出的灰尘堵塞，保持电抗器的通风散热正常，对电抗器绝缘部件进行检查，对老化封闭部件进行更换等。
2.2 电抗器噪声过大
电抗器设备的噪声过大也是检测电抗器是否异常的一项因素，各种型号的电抗器都对噪声有一定程度的标准，超过其标准就表示电抗器可能出现异常。电抗器的噪声指标是根据制造厂商的设计标准来确定的，不同的设计标准会使用相应的材料与技术工艺，所产生的最终效果就会不一样。硅钢片的材质选择是电抗器噪声的主要来源，在对电抗器的设计过程中可以通过降低磁密来减少电抗器在运行中发出的噪声，但是由于电抗器的制造成本约束，对于磁密降低太多会影响造价，同时选用优质的硅钢片也能减少噪声；另外由于电抗器的通风效果较差而引起的冷却装置运行产生噪声也较为常见，如果增加绕线的散热面积可以有效减轻其内部温度，可以减少冷却装饰运行所带来的噪声；对电抗器的电抗值进行精准选取可以让电抗器在运行过程中不超出电抗值的标准，从而降低电抗器在运行中发出的噪声。
2.3 电抗器表面带电
除了电抗器的生产质量不过关所可能导致电抗器表面带电的情况外，其在运行过程中还会受到各种环境因素的影响而使得电抗器发生异常，户外极端的温度以及气候都有可能导致电抗器受到影响从而增大电抗器表面的电流，并且极端的天气情况，如雷暴现象还会导致电压出现忽高忽低的情况，使电抗器的运行变得非常不稳定，同时可能会产生较大的电流向电抗器的所有部分进行传导，线路中的继电保护出现变化并伴随局部电弧的形成，如果任由电弧发展最终电弧尖端将会进行放电，对电网以及电力系统造成较大损害，同时对电网工作人员的生命安全造成威胁，同时还会因为电流过大而造成短路，从而使电路中的绝缘保护体损坏。为了确保电抗器能够应对户外的极端环境因素，可以对电抗器的外部进行绝缘涂料的涂刷以防止其进行导电，对于接线部分的接头进行特殊处理，安装防雨防雷设施，杜绝因为潮湿与漏水导致的电流外泄。
2.4电抗器引线接头烧坏
在配置电抗器的电网线路系统中，常会遇到电抗器引线接头被烧坏的情况发生，这类异常情况的具体表现为电气设备的外绝缘部分以及各项出线端子的接口处有较为明显的燃烧迹象，整个部分呈现出烧黑的状态，部分引线端子完全与设备脱离，如果没有波及影响到电网电容，对电抗器进行检测维护表现为电抗器的运行功能正常，此类异常现象的诱因则有可能是因为绕组与引线的连接出现问题导致的，在电抗器的运行中会出现较大程度的震动，随着事件的推移，震动将可能导致绕组与引线的连接出现不同程度的松动现象，导致接触电阻变大从而引起发热，当电阻进一步增大后发热情况也会随之加剧使得温度上升到材料燃点而导致端子烧毁并引起短路。这种现象会给电网的安全稳定运行带来较大的安全隐患，因此在电抗器绕组与引线连接处应该尽量考虑能够承受震动影响的连接方案，并根据实际情况对接线进行相应的改进加固，可在安装时采用螺栓等部件防止接线出现松动，或者使用铜排与铜排进行连接以防止接线因为长期高频的震动而产生松动，从而引起接头烧坏的现象发生。
三 电抗器吊罩检查分析
某变电站500kV高压并联电抗器自2010年6月投入运行以来，在运行过程中出现噪声较大的现象，并伴随使用年限的增加，其噪声也越来越大，为了解决这一问题，某变电站工作人员于2017年3月对该电抗器进行吊罩检修处理。
3.1 吊罩检查步骤
（1）检修前试验
对电抗器异常分析的主要方式在于，对检修前的电抗器进行高压试验，其结果再与电抗器异常情况进行研判。吊罩前需要对套管绝缘电阻以及绕组绝缘电阻等大多数绝缘电阻进行试验，还需要对套管介质损耗以及油色谱进行试验分析，同时对当前的环境因素进行测量分析，根据检修规范要求，环境湿度不得低于75%并且电抗器内部器件不能在空气中暴露时间太久，根据规定标准不能超过16小时。
（2）电抗器放油
在进行吊罩前需要将电抗器内部的机油放出，通过板式滤油机将机油从电抗器下部放油阀处抽出，并且将抽出的机油进行妥善储存保管，因为检测完毕后还将要把机油注入电抗器内，为避免机油抽出后受到污染而导致机油回收后出现其他故障问题，需要对机油进行过滤储存，储油容器与滤油系统需要进行严格清洗。
（3）电抗器吊罩
在对电抗器进行吊罩时应对需要拆除的部件进行记录标记，拆除过程中防止部件碰撞损坏，特别是对于一些绝缘材料部件，如套管瓷瓶等易损绝缘部件，对拆除的部件进行防水防尘保护；吊起大盖前需对其进行清洗，以免在拆除过程中灰尘污垢落入电抗器内，起吊过程中吊带沿铅锤线间的角度不能超过标准值，尽量保持电抗器中心与吊钩处于垂直状态；吊罩过程中需要保持缓慢稳定的节奏，固定罩的位置以防发生碰撞，并保持罩的清洁。
（4）电抗器吊心
吊心过程中要保证电抗器内容机油已经全部排出，并且内心已经处于无油少油状态，对电抗器内部各线路连接进行切断；上吊过程中需将心体起吊部分距离后对吊绳进行检查，保证吊绳的方位与角度正常，确定无异后吊车继续进行起吊工作，在起吊高度达到一米左右，移动吊杆将内心移动出电抗器外壳范围，将其放置于指定检测位置，检测点需设置缓震措施并保持其清洁度，在检测的过程中不能松开吊钩以免发生意外事故。
3.2 异常原因分析
经过吊罩后对电抗器的仔细检测后发现，某变电站500kV高压并联电抗器在靠近中心位置出头处的电抗器外壳部分具有明显的灼烧痕迹，其位置处于上拉板下部与上夹件的金属固定板之间，实际效果如图2所示。
图 2 出现异常的位置
根据对其异常情况的分析，结合电抗器发出噪声的症状来看，其震动的原因是因为高抗的铁心与上铁轭结合松动，致使电抗器在运行是产生的震动使心饼发出较大噪声；灼烧痕迹是由金属板接触不良而导致的电流放电造成的，电流引起油裂解使得乙炔气体产生。
四 处理措施及效果
4.1 放电处理
针对金属板接触不良导致的放电现象，在电抗器下拉板与夹件之间添加绝缘材料提高爬电距离，并对固定螺栓进行相应的处理，使其固定性更加稳定，并在紧挨压板的一侧增加绝缘垫圈，保证螺栓与夹板之间不会发生导电现象；再通过将夹件以及油箱本体连接地线，使它们充分接地，杜绝漏电导电现象。处理完成后将电抗器进行回装并充氮。
4.2 振动处理
针对发出噪声的部分进行拆除，先将上铁轭与旁轭硅钢片进行拆除并进行妥善保存，再进行上铁轭围屏的拆除，将上铁轭与旁轭的连接部分拆除、将上铁轭与器身的连接部分拆除，为上铁轭与线饼之间的空隙部分加装绝缘垫板，并不断调整其绝缘垫板的厚度使上铁轭的两侧保持一个较为平衡的状态。然后将铁轭与线饼进行压紧处理，缩小旁轭与上铁轭的缝隙距离达到制造厂商的技术标准，这样可以有效增加铁轭与线饼间绝缘体的紧密结合，使整个结构稳定牢固。将先前拆除的上铁轭与旁轭硅钢片进行回装，将所有拆卸部件进行安装归位完成异常处理。然后对铁心对地以及夹件对地的回路电阻进行测量，其结果符合标准。
4.3 乙炔超标处理
对电抗器外壳进行清洁处理，对排风口等部分进行除污除尘处理，由吊车回装钟罩并将箱体规定螺栓固定紧密，将其他套管以及油枕等其他部件进行对应的回装，整体回装完毕后进行检查，特别是对部件的连接处以及细节部分进行仔细检查，确定无误后进行抽真空处理。在抽真空前需要关闭所有不能承受真空压力的附件蝶阀，其他阀门则可不必进行关闭；打开抽真空设备将真空状态抽至133Pa后对其进行检测，看是否存在泄漏现象，如果一切正常则继续开启抽真空设备，直到24小时候进行注油，注油过程需进行热油循环，其时间需要达到48小时，完成整个过程后需要将电抗器静止72小时，静止时间过后进行相应的功能检测，一切正常后与电力系统相连开始正常工作运转。某变电站500kV高压并联电抗器检修完毕后对油样进行油色谱分析，结果显示乙炔体积分数逐渐处于稳定状态。存在乙炔的原因可能是在检测维修前电抗器内部的乙炔还没有彻底排放干净，对于电抗器的运行不造成影响
五 总结
经过此次针对某变电站500kV高压并联电抗器吊罩检测维修，其存在的异常情况已经基本消除，本次检修效果较为理想。电抗器在电力系统中功能作用强大，特别是在居民用电率与电网覆盖率都极大提高现代化社会，高压、超高压电网将会越来越普及，电抗器对于高压电网的电压稳定具有重要作用，因此必须对电抗器的质量品质进行严格把关，保证电抗器在电网中能够长期稳定的运行。本文对高压电抗器的功能作用进行了描述，对高压电抗器几种较为典型的异常状态及对应措施进行了阐述，而后结合现实案例对某变电站500kV高压并联电抗器出现的异常现象进行吊罩检修处理，并根据实际情况进行分析并提出处理措施对放电现象以及振动现象以及乙炔超标进行了对应的处理，最终为电抗器的异常检测维修积累了重要经验，也为确保电抗器安全稳定运行提供技术保障。
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论文作者:张志辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/30
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