干式空心電抗器燒損故障分析

    干式空心電抗器在運行中一旦出現燒損故障，就需要立即對出現燒損問題的干式空心電抗器進行故障檢查并對故障進行維修，這就勢必會影響干式空心電抗器的正常運行，進而影響到整個電力系統的正常工作。因此，有必要對干式空心電抗器的燒損故障類型和故障原因進行細致深入的分析研究，旨在充分了解日常運行中經常出現的故障類型，并有針對性的在故障出現之前對故障進行預防，在故障出現時可以以較高的效率對故障進行檢修，從而全面對干式空心電抗器進行維護，保障電力系統正常運行。


       干式空心電抗器是變電站內的重要組成部分，干式空心電抗器的運行正常與否將直接影響到整個變電站甚至整個電力系統的正常工作。干式空心電抗器有安裝成本低，運行維護簡單，易于操作等諸多優點，因而受到相關行業的寬泛推崇。雖然干式空心電抗器有很多優點，但是不可避免在運行過程中也會存在這樣或那樣的問題，其中以干式空心電抗器燒損故障問題較為明顯，因此，有必要對干式空心電抗器燒損故障高度關注。基于此，本文先是簡要介紹一下干式空心電抗器，然后再此基礎上對干式空心電抗器的燒損故障類型和故障原因進行分析，最終給出相關建議，具有一定的現實意義。
     
1、干式空心電抗器
       干式空心電抗器主要由結構件、支柱絕緣子和線圈三部分組成。為了實現干式空心電抗器的正常安全運行工作，必須注重電抗器的散熱性，因而在結構上將電抗器的線圈做成數個包封內外并聯，用玻璃絲制通風道撐條將每一個包封分隔，以此來形成散熱通道。包封由多根單絲原鋁線并繞而成。線圈的外部由浸有特殊材質的環氧玻璃絲環繞而成，從而保證電抗器外部絕緣并對外界環境進行隔離。為了更好的調節干式空心電抗器的電流密度在線圈的底部和頂部用調匝環進行環繞。除此之外，干式空心電抗器為了增加外絕緣性在外表面使用絕緣漆。
       干式空心電抗器之所以具有操作簡單易于維護的優點，主要是因為電抗器使用無油結構。除此之外干式空心電抗器還有非常好的線性特性，不易造成電抗器飽和。但干式空心電抗器也存在著明顯的缺點，那就是電抗器主要采用空氣散熱，這樣就沒有辦法對電抗器的運行情況進行很好的監測，一旦電抗器出現運行故障也沒有辦法對故障進行提前提示；干式空心電抗器暴露在外界中經常受到風吹日曬，因而其外界運行環境也不是很理想，這樣就更加加速了絕緣體的老化，從而更容易出現絕緣故障；干式空心電抗器由于其自身存在的漏抗問題極易影響周圍其他電力設備。
       干式空心電抗器的質量會受到多方面的影響，由于干式空心電抗器裝置簡單，因而很多生產廠家都可以生產制造干式空心電抗器，但是有很多廠家在設備設計和設備制造中都不達標，存在很多問題，這樣就很容易生產出低質量的電抗器；除此之外，工作人員的操作管理質量也會直接影響干式空心電抗器的運行質量。
 
2、干式空心電抗器主要燒損故障類型
       根據統計，干式空心電抗器的燒損故障大都在設備運行一個小時之內出現，這主要是因為干式空心電抗器在開始運行之后匝間出現短路，進而使電流突然異常增大，使電抗器匝間燒損，燒壞電抗器。干式空心電抗器的主要燒損故障有低壓電容器串聯電抗器燒損故障和并聯電抗器燒損故障兩種類型。
    （1）低壓電容器串聯電抗器燒損故障
       低壓電容器串聯電抗器燒損故障主要是因為滴落的高溫材料使得電抗器中發生短路，從而使電抗器中的三相電流突然異常增加，進而燒損電抗器，造成干式空心電抗器燒損故障。低壓電容器串聯電抗器燒損故障多是因為電抗器內線圈鋁導線股間絕緣劣化，長時間處于高溫狀態下使得絕緣皮受損，進而引起電抗器線圈匝間短路起火，造成電抗器燒損故障。
 
    （2）并聯電抗器燒損故障
       并聯電抗器燒損故障容易造成整體起火，進線端子一側由于火勢大因而也會燒損的最嚴重，熔融狀態下的鋁在往下滴流的過程中會繼續燒損下端支柱絕緣和玻璃鋼柱；除此之外，線圈和包封也會被大部分燒壞。造成并聯電抗器燒損故障主要是因為線圈匝間絕緣擊穿進而發生短路，使得線圈匝間的電流突然異常增大，使得電路中異常持續發熱，從而造成電抗器燒損故障。一旦出現并聯電抗器故障，系統不能進行自動保護，而該故障會持續很長時間，出現問題的部位在溫度持續增高的情況下發生起火，從而引起整個設備的起火情況。
 
3、干式空心電抗器燒損故障原因分析
       根據實際情況，再結合相關統計數據，可以將容易引發干式空心電抗器匝間短路燒損故障的原因總結如下：
       對干式空心電抗器維護不到位，增加了電抗器出現匝間短路的可能，進而也增加了電抗器燒損故障的可能；設備在正常工作運行過程中，首段匝間具有較高的電位梯度，電抗器上的操作過電壓分布不均，在電抗器工作過程中產生的電蝕效應持續累計就會造成匝間絕緣老化短路，進而引發電抗器燒損故障；干式空心電抗器在制造質量上存在缺陷，尤其是匝間絕緣存在問題，在電抗器投入使用過程中容易由于局部過熱而發生擊穿故障，進而造成電抗器燒損故障；干式空心電抗器在制造材料上存在缺陷，材料質量不達標造成匝間的絕緣強度不足以及絕緣材料耐熱性不夠等問題，這樣就非常容易造成絕緣體老化，過電壓也就更容易破壞老化的匝間絕緣，引發電抗器燒損故障；不良的外界環境，如過熱過濕和過潮都會損壞匝間絕緣進而影響電抗器的正常運行；如果電抗器自身的過電壓和過電流承受能力不足也會在運行過程中被過電壓或過電流擊穿燒壞，引起匝間絕緣故障；除此之外，如果電抗器的通風道中進入異物，包封被雜物污染嚴重也會使得電抗器部分發熱，進而造成電抗器燒損故障。
       通過分析容易引起干式空心電抗器燒損故障的原因可以知道，如果對電抗器匝間絕緣維護不到位，電抗器中存在明顯的過電壓等就極容易出現電抗器匝間絕緣損壞的問題，進而出現電抗器燒損故障。一旦電抗器匝間絕緣受損，而此時受損的匝間絕緣中又產生了過大的電流就非常容易起火，在剛開始，起火的電抗器反應不明顯，持續的長時間起火就會造成電抗器擊穿、短路，引發電抗器燒損故障。
 
4、結論
       通過對干式空心電抗器燒損的故障類型和故障原因進行分析可以知道，干式空心電抗器的匝間絕緣、包封和局部溫度異常升高時極容易引發電抗器燒損故障的幾個關鍵點。電抗器一旦發生匝間短路匝間絕緣就會被燒損，進而引發電抗器燒損故障；包封表面和電抗器局部溫度異常升高也非常容易使電抗器在運行過程中出現故障。因此在日常維護工作過程中，應著重對電抗器的匝間絕緣和包封進行維護，格外注意監測電抗器的溫度，以此來降低干式空心電抗器燒損故障的發生率。
       除此之外，為了減少干式空心電抗器發生燒損故障，一定要嚴格執行反事故措施，對投入使用一定年限的電抗器以及表面出現缺陷的電抗器及時進行維修、補裝或者更換；電抗器在安裝過程中嚴格避免疊裝結構；電抗器在投入使用之前根據具體實際環境增加必要的防護措施；注意按照電抗器的電抗率高低對電抗器進行投放和退出；對工作一段時間的電抗器進行必要的匝間絕緣耐壓試驗；對電抗器加強巡查和維護是降低干式空心電抗器故障率的有效舉措。
       干式空心電抗器是變電站中的關鍵設備，通過各種方式加強對電抗器的檢修和維護，保障電抗器正常安全的運行，對確保整個電力系統正常安全運行具有重要意義。