摘要：干式空心电抗器在运行中一旦出现烧损故障，就需要立即对出现烧损问题的干式空心电抗器进行故障检查并对故障进行维修，这就势必会影响干式空心电抗器的正常运行，进而影响到整个电力系统的正常工作。因此，有必要对干式空心电抗器的烧损故障类型和故障原因进行细致深入的分析研究，旨在充分了解日常运行中经常出现的故障类型，并有针对性的在故障出现之前对故障进行预防，在故障出现时可以以最高的效率对故障进行检修，从而全方位对干式空心电抗器进行维护，保障电力系统正常运行。
关键词：干式空心电抗器；烧损故障；分析
1.引言
干式空心电抗器是变电站内的重要组成部分，干式空心电抗器的运行正常与否将直接影响到整个变电站甚至整个电力系统的正常工作。干式空心电抗器有安装成本低，运行维护简单，易于操作等诸多优点，因而受到相关行业的广泛推崇。虽然干式空心电抗器有很多优点，但是不可避免在运行过程中也会存在这样或那样的问题，其中以干式空心电抗器烧损故障问题最为显著，因此，有必要对干式空心电抗器烧损故障高度关注。基于此，本文先是简要介绍一下干式空心电抗器，然后再此基础上对干式空心电抗器的烧损故障类型和故障原因进行分析，最终给出相关建议，具有一定的现实意义。
2.干式空心电抗器
干式空心电抗器主要由结构件、支柱绝缘子和线圈三部分组成。为了实现干式空心电抗器的正常安全运行工作，必须注重电抗器的散热性，因而在结构上将电抗器的线圈做成数个包封内外并联，用玻璃丝制通风道撑条将每一个包封分隔，以此来形成散热通道[1]。包封由多根单丝原铝线并绕而成。线圈的外部由浸有特殊材质的环氧玻璃丝环绕而成，从而保证电抗器外部绝缘并对外界环境进行隔离。为了更好的调节干式空心电抗器的电流密度在线圈的底部和顶部用调匝环进行环绕。除此之外，干式空心电抗器为了增加外绝缘性在外表面使用绝缘漆。
干式空心电抗器之所以具有操作简单易于维护的优点，主要是因为电抗器使用无油结构。除此之外干式空心电抗器还有非常好的线性特性，不易造成电抗器饱和。但干式空心电抗器也存在着明显的缺点，那就是电抗器主要采用空气散热，这样就没有办法对电抗器的运行情况进行很好的监测，一旦电抗器出现运行故障也没有办法对故障进行提前提示；干式空心电抗器暴露在外界中经常受到风吹日晒，因而其外界运行环境也不是很理想，这样就更加加速了绝缘体的老化，从而更容易出现绝缘故障；干式空心电抗器由于其自身存在的漏抗问题极易影响周围其他电力设备。
干式空心电抗器的质量会受到多方面的影响，由于干式空心电抗器装置简单，因而很多生产厂家都可以生产制造干式空心电抗器，但是有很多厂家在设备设计和设备制造中都不达标，存在很多问题，这样就很容易生产出低质量的电抗器；除此之外，工作人员的操作管理质量也会直接影响干式空心电抗器的运行质量。
3.干式空心电抗器主要烧损故障类型
根据统计，干式空心电抗器的烧损故障大都在设备运行一个小时之内出现，这主要是因为干式空心电抗器在开始运行之后匝间出现短路，进而使电流突然异常增大，使电抗器匝间烧损，烧坏电抗器。干式空心电抗器的主要烧损故障有低压电容器串联电抗器烧损故障和并联电抗器烧损故障两种类型。
（1）低压电容器串联电抗器烧损故障
低压电容器串联电抗器烧损故障主要是因为滴落的高温材料使得电抗器中发生短路，从而使电抗器中的三相电流突然异常增加，进而烧损电抗器，造成干式空心电抗器烧损故障。低压电容器串联电抗器烧损故障多是因为电抗器内线圈铝导线股间绝缘劣化，长时间处于高温状态下使得绝缘皮受损，进而引起电抗器线圈匝间短路起火，造成电抗器烧损故障[2]。
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（2）并联电抗器烧损故障
并联电抗器烧损故障容易造成整体起火，进线端子一侧由于火势最大因而也会烧损的最严重，熔融状态下的铝在往下滴流的过程中会继续烧损下端支柱绝缘和玻璃钢柱；除此之外，线圈和包封也会被大部分烧坏。造成并联电抗器烧损故障主要是因为线圈匝间绝缘击穿进而发生短路，使得线圈匝间的电流突然异常增大，使得电路中异常持续发热，从而造成电抗器烧损故障。一旦出现并联电抗器故障，系统不能进行自动保护，而该故障会持续很长时间，出现问题的部位在温度持续增高的情况下发生起火，从而引起整个设备的起火情况。
4.干式空心电抗器烧损故障原因分析
根据实际情况，再结合相关统计数据，可以将容易引发干式空心电抗器匝间短路烧损故障的原因总结如下：
对干式空心电抗器维护不到位，增加了电抗器出现匝间短路的可能，进而也增加了电抗器烧损故障的可能；设备在正常工作运行过程中，首段匝间具有较高的电位梯度，电抗器上的操作过电压分布不均，在电抗器工作过程中产生的电蚀效应持续累计就会造成匝间绝缘老化短路，进而引发电抗器烧损故障；干式空心电抗器在制造质量上存在缺陷，尤其是匝间绝缘存在问题，在电抗器投入使用过程中容易由于局部过热而发生击穿故障，进而造成电抗器烧损故障；干式空心电抗器在制造材料上存在缺陷，材料质量不达标造成匝间的绝缘强度不足以及绝缘材料耐热性不够等问题，这样就非常容易造成绝缘体老化，过电压也就更容易破坏老化的匝间绝缘，引发电抗器烧损故障；不良的外界环境，如过热过湿和过潮都会损坏匝间绝缘进而影响电抗器的正常运行；如果电抗器自身的过电压和过电流承受能力不足也会在运行过程中被过电压或过电流击穿烧坏，引起匝间绝缘故障；除此之外，如果电抗器的通风道中进入异物，包封被杂物污染严重也会使得电抗器部分发热，进而造成电抗器烧损故障[3]。
通过分析容易引起干式空心电抗器烧损故障的原因可以知道，如果对电抗器匝间绝缘维护不到位，电抗器中存在明显的过电压等就极容易出现电抗器匝间绝缘损坏的问题，进而出现电抗器烧损故障。一旦电抗器匝间绝缘受损，而此时受损的匝间绝缘中又产生了过大的电流就非常容易起火，在刚开始，起火的电抗器反应不显著，持续的长时间起火就会造成电抗器击穿、短路，引发电抗器烧损故障。
5.结论
通过对干式空心电抗器烧损的故障类型和故障原因进行分析可以知道，干式空心电抗器的匝间绝缘、包封和局部温度异常升高时极容易引发电抗器烧损故障的几个关键点。电抗器一旦发生匝间短路匝间绝缘就会被烧损，进而引发电抗器烧损故障；包封表面和电抗器局部温度异常升高也非常容易使电抗器在运行过程中出现故障。因此在日常维护工作过程中，应着重对电抗器的匝间绝缘和包封进行维护，格外注意监测电抗器的温度，以此来降低干式空心电抗器烧损故障的发生率。
除此之外，为了减少干式空心电抗器发生烧损故障，一定要严格执行反事故措施，对投入使用一定年限的电抗器以及表面出现缺陷的电抗器及时进行维修、补装或者更换；电抗器在安装过程中严格避免叠装结构；电抗器在投入使用之前根据具体实际环境增加必要的防护措施；注意按照电抗器的电抗率高低对电抗器进行投放和退出；对工作一段时间的电抗器进行必要的匝间绝缘耐压试验；对电抗器加强巡查和维护是降低干式空心电抗器故障率的有效举措。
干式空心电抗器是变电站中的关键设备，通过各种方式加强对电抗器的检修和维护，保障电抗器正常安全的运行，对确保整个电力系统正常安全运行具有重要意义。
参考文献
[1]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,(07):117-121.
[2]王贵山,李应宏,杨盛杰,刘金. 干式空心电抗器故障及运维策略分析[J]. 电力电容器与无功补偿,2015,(06):82-85.
[3]王华玺,葛少杰,董万光,侯宪法. 一起35 kV干式空心电抗器故障分析[J]. 电力电容器与无功补偿,2014,(05):92-95.
论文作者:李凌,杜金钟,王辉,习栋,王向明,和占顺,王向明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/8
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