干式空心電抗器局部放電檢測探究與事故預防

周培忠，郭春志，徐曉雨

(遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽 110003)

干式空心電抗器局部放電檢測探究與事故預防

周培忠，郭春志，徐曉雨

(遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽 110003)

干式空心電抗器是電力系統(tǒng)中重要的無功補償設備。近幾年，干式空心電抗器在運行中發(fā)生多起故障燒損事故。故障分析表明，干式空心電抗器故障多數(shù)源于繞組包封內(nèi)部發(fā)生局部放電，隨著局部放電的加劇，導致繞組匝間短路甚至貫穿式放電，最終將干式空心電抗器燒毀。提出了在運行中檢測干式空心電抗器是否存在局部放電故障的基本思路，并提出通過噴涂PRTV等方法對放電表面進行絕緣修復，從而避免干式空心電抗器燒損事故發(fā)生的預防措施。

干式空心電抗器;局部放電;檢測;事故預防

并聯(lián)電抗器是用于優(yōu)化系統(tǒng)電壓、降低電網(wǎng)損耗的重要無功補償設備。干式空心并聯(lián)電抗器(簡稱干抗)以其干式無油、安裝簡單、維護量小、運行成本低等優(yōu)點而被廣泛使用。然而，隨著近年來各地運行中的干抗燒損事故頻發(fā)，很多人開始質(zhì)疑干抗的運行可靠性，甚至有人主張回到油浸式電抗器時代。與干式電抗器比較，油浸式電抗器可靠性高，價格便宜，但其結(jié)構(gòu)復雜，維護檢修工作最大，設備運行管理單位難以接受。通過對多起干抗故障原因分析匯總，提出了干抗運行中局部放電檢測的基本思路，結(jié)合內(nèi)窺鏡詳細檢查和使用RTV(或PRTV)對局部放電處進行絕緣處理，可達到預防干抗燒損事故的目的。

1 干抗燒損事故主要原因

在近年來發(fā)生的多起典型干抗燒損事故中，對于事故原因分析有以下兩點共識。

a. 制造方面原因。撐條裂紋、導線表面的微小毛刺、絕緣材料密封不良等，極易引起匝間短路導致的局部放電燒損，如大多數(shù)爬電痕跡都位于風道撐條附近和包封層的微裂紋邊緣，如圖1、圖2所示。

b. 環(huán)境方面原因。積污、鳥屎對干式空心電抗器的惡化影響很大。電抗器表面和氣道內(nèi)容易存在積污和鳥屎，鳥屎能夠大大促進裂縫產(chǎn)生爬電，使得電抗器很容易沿著鳥屎或積污方向同時發(fā)展出多個爬電痕跡并迅速發(fā)展［1］，如圖3所示。

圖1 電抗器本體燒蝕情況

圖2 繞組燒損孔洞

圖3 鳥屎爬電

在分析引起干抗燒損深層次原因的同時，可以發(fā)現(xiàn)大部分干抗燒損事故都存在共同的現(xiàn)象，即都伴隨有局部放電現(xiàn)象的產(chǎn)生。統(tǒng)計也表明，干式空心電抗器包封層表面的匝間絕緣短路引起局部放電是危害其安全運行的主要原因［2］［3］。如何利用干抗局部放電現(xiàn)象，對干抗進行故障檢測，從而實現(xiàn)事故的早期預防，對此進行了分析和研究。

2 故障檢測的幾點思路

干抗燒損事故前一般都會伴有局部放電現(xiàn)象，可以將局部放電產(chǎn)生的信息作為檢測干抗狀態(tài)量的主要特性，即檢測干抗發(fā)生局部放電時產(chǎn)生的電磁波脈沖或超聲波信號。

目前，比較常見的電氣設備局部放電在線檢測方法是高頻電波法和超聲波法。高頻電波法是基于檢測局放時輻射高頻電波的大小，而超聲波法是基于檢測局放時所發(fā)出的超聲波的大小。

由于干抗運行時會產(chǎn)生很強的磁場，尤其是電抗器軸線附近磁場最強，對測試儀器將會產(chǎn)生很大影響，同時還伴隨著振動噪聲干擾。由于干抗多運行在星形接線，干抗底部電位較低 (為中性點電壓偏移植)，因而在干抗底部的電場干擾也較低，建議在干抗底部進行檢測。

超聲波法可最大限度排除電磁波對檢測的影響，但由于干抗運行時噪音很大，在高背景噪音中提取局放信號不易實現(xiàn)，所以不建議采用超聲波原理檢測方法。采用高頻法檢測時必然要面對電磁場干擾問題，電磁場干擾不僅影響檢測數(shù)據(jù)的準確度，嚴重時甚至可將檢測設備損壞，需要設計一種能夠解決電磁場干擾的檢測儀器。

為消除強磁場影響，檢測儀器必須采用硅鋼片做機箱，并且要有足夠的截面 (需試驗確定)，傳感器只接收電場分量，既能保證檢測設備免遭強磁場損壞，也能盡量提高信號檢測的靈敏度。鑒于實際檢測時傳感器應位于干抗底部至地面的空間區(qū)域內(nèi)，此區(qū)域最高電位為中性點偏移電壓，一般較低，整個檢測空間電位梯度較小，對傳感器的影響也很小，故一般金屬箱即可解決電場干擾問題。實際檢測過程中，只需保障傳感器、干抗、檢測人三者之間的絕緣問題。

同時在實踐中發(fā)現(xiàn)，由于受檢測距離和通道順暢程度影響，超高頻法和超聲波法通常所采用的皮庫為單位描述局部放電強度并無實際意義，檢測儀器的檢測數(shù)據(jù)滿足定性分析需要即可。

3 干抗燒損事故的預防

干抗燒損事故多由局部放電緩慢發(fā)展引起，即運行中干抗內(nèi)部發(fā)生了局部放電，不一定立即就會發(fā)生燒損事故。如果能在運行中及時檢測到局部放電信息，就可以盡快將干抗停止運行，進行缺陷處理，即可避免干抗燒損事故。

目前，對局部放電缺陷處理的有效方法是在放電處噴涂RTV或PRTV。針對污穢引起的局部放電，可以采用內(nèi)窺鏡技術對干抗包封內(nèi)部進行檢測，并定期進行水沖洗處理。同時，建議取消干抗防護罩，以實現(xiàn)雨水對干抗的自然沖刷作用。

［1］ 敖 明.戶外干式空心電抗器表面樹枝狀放電試驗研究［J］.中國電力，2000，33(3):39-41.

［2］ 談克雄，朱德恒，立福祺，等.發(fā)電機變壓器放電故障的基礎研究和應用 ［J］.電力系統(tǒng)自動化，2004，28(15):53-55.

［3］ 倪學鋒，林 浩，吳義華.干式并聯(lián)電抗器表面放電的原因及解決措施［J］.高電壓技術，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，碩士，高級工程師，主要從事超高壓輸變電企業(yè)生產(chǎn)管理工作。

2012-11-28)