35kV干式電抗器異響故障分析與處理

張志東 劉建月 薛趙紅

（1.山西省電力公司檢修公司，太原 030021；2.山西省電力公司技能培訓中心（山西電力職業技術學院），太原 030024；3.華能左權煤電有限責任公司，山西 左權 032600）

干式電抗器是變電站重要的補償類設備。聲音異響是干式電抗器的常見故障。異響可能有兩種主要原因：一是在電動力的作用下，干抗本體螺栓松動，或者其中有異物振動，產生異響。二是因受潮或絕緣損傷導致內部匝間短路。在發生內部故障的同時，本體會伴隨有迅速的溫升現象，嚴重時甚至會燒毀[1]。本文通過分析一起35kV 干式電抗器異響故障，提出處理這類問題的有效手段和綜合檢測方法。

1 故障案例

2013年10月16日，500kV 某變電站運行人員發現35kV 11 號電抗器B 相電抗器聲音異常。現場勘查，設備外觀完好，包封沒有開裂。利用紅外測溫儀檢測，運行時電抗器溫度穩定在90℃左右。異響并非剛投入運行時就有，而是投運一個月以來隨著負荷的增加逐漸明顯，聲音頻率比較穩定。

2 故障初判

根據設備運行情況（包封外觀良好，近期內運行時溫度正常，B 相與A 相、C 相相比差異不大），及現場采集的聲響片段（頻率較低），初步判斷組部件松動、部件間距不合適等引起振動的可能性大一些，并由此制定故障排查方案。

為了查找故障原因，結合設備參數（如表1所示），現場需要進行全面檢查和試驗。如果停電時電氣試驗測試結果不符合試驗規程，那么內部可能發生匝間短路。否則，很可能是組部件松動。

現場設備停電檢修需要提出申請，并最終按照公司下發《月度停電檢修計劃》執行。因此，故障排除方案要圍繞停電檢修計劃制定，并結合現場實際。首先利用設備帶電狀態進行紅外測溫和噪聲測試，然后停電后進行電氣試驗和檢修清掃。最后送電后再次進行紅外測溫和噪聲測試，驗證檢修方法是否有效，故障是否排除。

表1 35kV 11 號電抗器B 相技術參數

3 故障排查

3.1 紅外測溫

11 號電抗器停電前一天，在被試設備10m 范圍內測試本體及其引連線運行溫度，如圖1所示。測試結果通過縱比和橫比表明，設備溫度正常。

圖1 紅外測溫

3.2 噪聲測試

11 號電抗器停電前一天，在被試設備2m 范圍內選取電抗器一周三個點，分別利用分貝儀進行噪聲測試。根據噪聲測試結果大小，很快定位異響來源位于防雨罩一角120°范圍內。

3.3 檢修清掃

為了防止異響可能來自A、C 相，或者A、C相存在和B 相一樣的問題，停電后，檢修人員利用手電筒、長桿、扳手等消缺工器具對電抗器三相進行仔細檢查，如圖2所示。重點是對產品的外觀、連接處和氣道等進行檢查，觀察有無沿面放電灼傷痕跡。另外，對升高架接地線導通和連接進行了檢查。

圖2 檢查包封氣道

經檢查發現螺栓松動的位置主要有：

1）B 相電抗器防雨罩有一只支撐架傾斜嚴重，支撐架和吊架連接處一顆螺栓松動，螺母接近脫扣，如圖3所示。

2）瓷瓶上端法蘭和星形架連接處螺栓部分松動。

圖3 B 相防雨罩固定螺栓松動

雖然，通過檢修清掃，發現本體有螺栓松動的缺陷，而且確實位于噪聲測試定位的范圍內，但是仍不足以說明螺栓松動就是噪聲的惟一來源。特別是，由于消缺工作必須按照停電檢修計劃執行，停電和帶電狀態并非人為隨意更改，故需要進一步排除內部故障。因此，有必要通過電氣試驗檢測設備本體電氣參數是否合格。

3.4 電氣試驗

根據試驗規程，對干式電抗器三相進行電氣試驗和數據比對。試驗項目包括：絕緣電阻、直流電阻等。絕緣電阻試驗是電氣設備絕緣試驗中最常用的試驗方法。當電氣設備絕緣受潮、表面變臟、留有表面放電或擊穿痕跡時，其絕緣電阻會顯著下降[2]。直流電阻能有效考核繞組縱絕緣和電流回路連接狀況[3]。電氣試驗結果見表2（環境溫度：7℃；相對濕度：20%）。

表2 干式電抗器電氣試驗結果

電氣試驗結果表明，11 號電抗器三相繞組均合格，可以排除繞組內部匝間短路故障。

3.5 綜合分析

1）經過現場產品外觀、工況運行情況的查看，紅外測溫、絕緣電阻、直流電阻的測量均屬正常值，可以排除本體內部故障。通過噪聲測試定位異響方位。檢修清掃發現了螺栓松動具體位置。初步分析這種異常聲音的來源主要為：各緊固件的松動，主要是防雨罩支撐架處螺栓。

2）經過檢修人員對全部緊固件的重新緊固，送電后，利用分貝儀對干式電抗器進行持續檢測，結果表明異響消失。利用紅外測溫觀測本體運行溫度正常。因此，驗證了此次異響故障的原因確定是緊固件（尤其是防雨罩支撐架處螺栓）的松動。

4 結論

根據這起干式電抗器異響故障分析與處理的方法，總結設備檢修維護的可靠措施，并提出故障診斷的有效手段：

1）異響的主要原因有：①本體固有頻率和基礎 支柱之間共振；②本體以外連接部件的松動；③接地部件的間距太近引起振動等；④繞組內部匝間短路。

2）本文提出的異響故障處理方案基本順序是：停電前進行紅外測溫和噪聲測試；停電后進行檢修清掃和電氣試驗。這樣才能全面地、有效地排查本文提到的異響的兩種主要原因。

3）利用專業化巡視，檢修人員通過望遠鏡等認真檢查緊固件的緊固情況可以提前發現故障隱患。停電檢修時，對氣道、緊固件逐一檢查可以減少故障的發生。

4）利用紅外測溫技術，運行人員定期觀測、跟蹤電抗器本體溫度。如果異響沒有伴隨溫升變化，可以排除內部匝間短路故障。

5）利用電氣試驗，可以診斷故障類型，避免盲 目檢修。

6）利用分貝儀檢測，可以判斷異響來源位置，有利于準確發現故障點，盡早采取對應的措施。

[1] 劉海瑩,魏賓.干式空心電抗器的運行分析及故障處理[J].高壓電器,2004,40(3): 239-240.

[2] 邱昌容,曹曉瓏.電氣絕緣測試技術[M].北京: 機械工業出版社,2002.

[3] 朱德恒,嚴璋,談克雄,等.電氣設備狀態監測與故障診斷技術[M].北京: 中國電力出版社,2009.