干式電抗器圍欄發熱原因分析及處理

陳 功

（甘肅省電力公司檢修公司，甘肅 天水 741000）

1 事故經過

某330 kV變電站35 kV 1號并聯電抗器為干式空心電抗器，型號為BKGKL—10 000/34.5，采用“品”字型結構布置，電抗器距地高1.8 m。為確保人身安全，在電抗器周圍安裝了1.7 m高的金屬圍欄。2009-07-26，1號電抗器正常投運。在某次設備巡視時發現，1號電抗器金屬圍欄及圍欄金屬固定連接片發熱。通過觀察，發現電抗器圍欄及固定連接片均發熱，但電抗器北面圍欄發熱最為嚴重，其上部圍欄橫欄溫度最高。利用紅外成像測溫儀測量，測得其最高溫度達到130 ℃。

通過實地測量發現：北面圍欄與電抗器之間的距離為1.08 m，另三面圍欄與電抗器之間的距離均為1.55 m。由于電抗器為戶外設備，圍欄發熱會嚴重干擾電抗器的正常散熱，導致電抗器絕緣損壞，同時易造成人員燙傷。

2 原因分析

電抗器的特殊結構決定了其在運行時向周圍產生強烈的磁場，磁場強度分布如圖1所示。

當閉合環路靠近電抗器時，環路中的磁場強度增大；隨著閉合環路遠離電抗器，環路中的磁場強度迅速減少，在離電抗器中心3 000 mm以外時，磁場強度幾乎為0。同時，與干式電抗器中心軸線平行的金屬閉合環路，其所在的平面方向基本與電抗器磁場方向一致，一般不會產生環流；與干式電抗器中心軸線垂直的金屬閉環環路，由于在最大程度上包圍了電抗器產生的交變磁場，其感應電流一般較大，發熱程度也較高。

圖1 電抗器磁場強度分布

該變電站1號電抗器北面圍欄與電抗器的距離為1.08 m，處在較強的磁場中，其余的圍欄與電抗器的距離均為1.55 m，該處的磁場強度較弱，因此北面圍欄發熱嚴重。此外，電抗器距地高度為1.8 m，而圍欄高度為1.7 m，大量磁場垂直穿過圍欄，產生大量環流，導致圍欄發熱嚴重，具體情況如圖2所示。

圖2 電抗器磁場穿過圍欄

上述幾方面的因素導致圍欄橫欄嚴重發熱，使其最高溫度高達130 ℃。

3 解決方法

由于受場地的限制和其他安裝設備的影響，無法對已經安裝的圍欄進行整體改造，只能采取一些改善措施。根據環流形成的原因，對已構成閉合導體的圍欄，可將一個閉合導體分割為多個小閉合面，由于磁感應電流同相位，在閉環內部導體的電流能互相抵消，因此環流較小。

根據現場實際，決定將電抗器圍欄金屬固定連接片更換為硬質絕緣材料。更換后，圍欄溫度恢復正常，從根本上消除了發熱隱患。

4 防范措施

(1) 現場安裝電抗器時，首先要保證電抗器同圍欄之間的距離符合規范要求，避開電抗器產生的強磁場對圍欄的影響，防止電抗器圍欄發熱。

(2) 安裝電抗器圍欄時，圍欄高度應盡量接近電抗器中部，以降低電抗器產生的磁場垂直穿過圍欄的概率，減少感應電流的產生。

(3) 圍欄固定連接時，固定連接片應采用絕緣材料，以便對因閉合產生的環流進行分割，使環流電流減小，防止圍欄發熱。

干式電抗器具有起始電壓分布均勻、無滲漏、噪音低等優點，在電力系統得到了廣泛的應用。因此，安裝電抗器及圍欄時一定要采取相應措施，避免電抗器強磁場對圍欄等產生影響，防止類似事故再次發生。

1 薛永輝，汪銳雄，陸旭泉，等．1號電抗器圍欄發熱問題處理[Z]．天水超高壓輸變電公司2010年QC成果二等獎．

2 趙海翔．干式空心電抗器磁場對空間閉合環路影響的研究[J]．電網技術，2000(02).

3 韓建兵，王有柱．干式空心電抗器圍欄發熱問題的處理[J].河北電力技術，2001(06).

4 吳海濤，呂志寧，張 浩，等．并列電抗器運行異常分析及處理[J]．電力自動化設備，2001(08).

5 袁 濱，任建業，亢建明．干式空心電抗器接地體發熱問題分析[J]．科學之友(B版)，2009(08).