干式空心电抗器局部放电检测探究与事故预防

周培忠，郭春志，徐晓雨

(辽宁省电力有限公司检修分公司，辽宁 沈阳 110003)

干式空心电抗器局部放电检测探究与事故预防

周培忠，郭春志，徐晓雨

(辽宁省电力有限公司检修分公司，辽宁 沈阳 110003)

干式空心电抗器是电力系统中重要的无功补偿设备。近几年，干式空心电抗器在运行中发生多起故障烧损事故。故障分析表明，干式空心电抗器故障多数源于绕组包封内部发生局部放电，随着局部放电的加剧，导致绕组匝间短路甚至贯穿式放电，最终将干式空心电抗器烧毁。提出了在运行中检测干式空心电抗器是否存在局部放电故障的基本思路，并提出通过喷涂PRTV等方法对放电表面进行绝缘修复，从而避免干式空心电抗器烧损事故发生的预防措施。

干式空心电抗器;局部放电;检测;事故预防

并联电抗器是用于优化系统电压、降低电网损耗的重要无功补偿设备。干式空心并联电抗器(简称干抗)以其干式无油、安装简单、维护量小、运行成本低等优点而被广泛使用。然而，随着近年来各地运行中的干抗烧损事故频发，很多人开始质疑干抗的运行可靠性，甚至有人主张回到油浸式电抗器时代。与干式电抗器比较，油浸式电抗器可靠性高，价格便宜，但其结构复杂，维护检修工作最大，设备运行管理单位难以接受。通过对多起干抗故障原因分析汇总，提出了干抗运行中局部放电检测的基本思路，结合内窥镜详细检查和使用RTV(或PRTV)对局部放电处进行绝缘处理，可达到预防干抗烧损事故的目的。

1 干抗烧损事故主要原因

在近年来发生的多起典型干抗烧损事故中，对于事故原因分析有以下两点共识。

a. 制造方面原因。撑条裂纹、导线表面的微小毛刺、绝缘材料密封不良等，极易引起匝间短路导致的局部放电烧损，如大多数爬电痕迹都位于风道撑条附近和包封层的微裂纹边缘，如图1、图2所示。

b. 环境方面原因。积污、鸟屎对干式空心电抗器的恶化影响很大。电抗器表面和气道内容易存在积污和鸟屎，鸟屎能够大大促进裂缝产生爬电，使得电抗器很容易沿着鸟屎或积污方向同时发展出多个爬电痕迹并迅速发展［1］，如图3所示。

图1 电抗器本体烧蚀情况

图2 绕组烧损孔洞

图3 鸟屎爬电

在分析引起干抗烧损深层次原因的同时，可以发现大部分干抗烧损事故都存在共同的现象，即都伴随有局部放电现象的产生。统计也表明，干式空心电抗器包封层表面的匝间绝缘短路引起局部放电是危害其安全运行的主要原因［2］［3］。如何利用干抗局部放电现象，对干抗进行故障检测，从而实现事故的早期预防，对此进行了分析和研究。

2 故障检测的几点思路

干抗烧损事故前一般都会伴有局部放电现象，可以将局部放电产生的信息作为检测干抗状态量的主要特性，即检测干抗发生局部放电时产生的电磁波脉冲或超声波信号。

目前，比较常见的电气设备局部放电在线检测方法是高频电波法和超声波法。高频电波法是基于检测局放时辐射高频电波的大小，而超声波法是基于检测局放时所发出的超声波的大小。

由于干抗运行时会产生很强的磁场，尤其是电抗器轴线附近磁场最强，对测试仪器将会产生很大影响，同时还伴随着振动噪声干扰。由于干抗多运行在星形接线，干抗底部电位较低 (为中性点电压偏移植)，因而在干抗底部的电场干扰也较低，建议在干抗底部进行检测。

超声波法可最大限度排除电磁波对检测的影响，但由于干抗运行时噪音很大，在高背景噪音中提取局放信号不易实现，所以不建议采用超声波原理检测方法。采用高频法检测时必然要面对电磁场干扰问题，电磁场干扰不仅影响检测数据的准确度，严重时甚至可将检测设备损坏，需要设计一种能够解决电磁场干扰的检测仪器。

为消除强磁场影响，检测仪器必须采用硅钢片做机箱，并且要有足够的截面 (需试验确定)，传感器只接收电场分量，既能保证检测设备免遭强磁场损坏，也能尽量提高信号检测的灵敏度。鉴于实际检测时传感器应位于干抗底部至地面的空间区域内，此区域最高电位为中性点偏移电压，一般较低，整个检测空间电位梯度较小，对传感器的影响也很小，故一般金属箱即可解决电场干扰问题。实际检测过程中，只需保障传感器、干抗、检测人三者之间的绝缘问题。

同时在实践中发现，由于受检测距离和通道顺畅程度影响，超高频法和超声波法通常所采用的皮库为单位描述局部放电强度并无实际意义，检测仪器的检测数据满足定性分析需要即可。

3 干抗烧损事故的预防

干抗烧损事故多由局部放电缓慢发展引起，即运行中干抗内部发生了局部放电，不一定立即就会发生烧损事故。如果能在运行中及时检测到局部放电信息，就可以尽快将干抗停止运行，进行缺陷处理，即可避免干抗烧损事故。

目前，对局部放电缺陷处理的有效方法是在放电处喷涂RTV或PRTV。针对污秽引起的局部放电，可以采用内窥镜技术对干抗包封内部进行检测，并定期进行水冲洗处理。同时，建议取消干抗防护罩，以实现雨水对干抗的自然冲刷作用。

［1］ 敖 明.户外干式空心电抗器表面树枝状放电试验研究［J］.中国电力，2000，33(3):39-41.

［2］ 谈克雄，朱德恒，立福祺，等.发电机变压器放电故障的基础研究和应用 ［J］.电力系统自动化，2004，28(15):53-55.

［3］ 倪学锋，林 浩，吴义华.干式并联电抗器表面放电的原因及解决措施［J］.高电压技术，1999，25(3):57-59.

Partial Discharge Detection Probe and Accident Prevention for Dry-type Air-core Reactor

ZHOU Pei-zhong，GUO Chun-zhi，XU Xiao-yu
(Maintenance Branch of Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110003，China)

Dry-type air-Core reactor is a kind of important reactive-load compensation equipment in the electric power system.In recent years，several burnout accidents caused by internal faults of the dry-type air-core reactor have occurred during its operation.Fault analysis has indicated that most of the dry-type reactor faults are caused by partial discharge inside its winding sheath;as the partial discharge is getting more and more serious，turn-to-turn fault of the windings(even the run-through discharge)occurs and finally causes the burnout of the dry-type air-core reactor.This article puts forward a basic approach of detecting whether partial discharge faults existed in the dry-type air-core reactor during its operation.Restoring the insulation of discharge surface by means of spraying PRTV is propose to avoid the occurrences of the burnout accidents of the dry-type air-core reacotrs.

Dry-type air-core reactor;Partial discharge;Detecting;Accident prevention

TM47

A

1004-7913(2013)03-0051-02

周培忠 (1962—)，男，硕士，高级工程师，主要从事超高压输变电企业生产管理工作。

2012-11-28)