干式電抗器周圍發熱原因及解決

費錚

500kV柏泉變電站，某端子箱接地引下線經紅外診斷發現，發熱152度。為徹底消除設備發熱隱患，解決影響設備健康的發熱問題。我們進行現場調查和理論分析。現場發熱接地引下線截面積為2.5平方毫米，該類型導線安全電流為25A，實際測量發熱電流63A。初步推測旁邊運行的干式空心電抗器運行造成的環流發熱，將該空心電抗器退出運行。退出運行后發熱消失，重新投入低抗后，再次發熱。端子箱檢查發現，外殼箱門連接二次地，同時箱子外殼接一次地，接地線成了環流線。解開后發熱消失，測量開路電壓為5.22V。經分析電抗器產生的磁場所產生的電動勢計算值與現場實測值一致，電流計算值與實際測量值一致。發熱原因查明，發熱問題徹底解決。

【關鍵詞】干式空心電抗器 環流 接地 發熱

1 發熱分析

干式空心電抗器，因無鐵心助增磁場增強感生電動勢，故大電流產生的磁場直接作用在周圍的物體上，一方面發熱產生有功損耗，另外強磁場會導致周圍閉合回路，產生發熱現象，帶來設備損壞事故。500kV柏泉變電站，某端子箱接地引下線經紅外診斷發現，發熱152度，為理清發熱原因，解決問題，我們對此進行調查研究。

紅外帶電檢測發現，發熱引下線截面積為2.5平方毫米的接地引線（如圖1），紅外熱圖顯示152度，端子箱內背景溫度43度，溫升109度。2.5平方毫米引線安全電流為25A，發熱遠超安全溫度，導線流過的電流應該遠超25A的安全電流。我們采用鉗行電流表進行現場測量，測得該導線上電流63A。如圖2所示，現場勘查發現，發熱引線一端接端子箱外殼，另一端接端子箱未接一次地，確連接接地銅排。進一步勘查發現銅排經過到引線接入電纜溝二次地，二次地在電纜溝內連接一次地，構成環路。環路構成及周邊環境如圖3所示。

根據現場勘察情況我們初步推斷為旁邊干式空心電抗器運行產生的磁場導致導線發熱，為此我們將該電抗器退出運行，發熱消失，推斷得到證明。

為進一步驗證，進一步現場勘查周邊電磁環境：

電抗器繞組長度l=4米，半徑1米，電抗器離端子箱垂直距離3米，水平距離9米，電抗器工作電流524A，查閱資料電感322毫亨，接地扁鐵8*80毫米4米，接地銅排2米，一二次地短接線2.5平方毫米引線1米。

電抗器無鐵芯，且電流較大，周圍無導磁小的大物體，故不考慮場地其它金屬提供的附加磁場；因工頻波長遠大于場地，不考慮大地對磁場的反射，不考慮大地對磁場的吸收和阻礙；正常導線負荷電流教小且未繞城多砸，忽略導線負荷電流對地網的影響；因其它電抗器距離較遠，因磁場空間上衰減，會對該端子箱的影響會比近處電抗器小很多，未簡化計算暫不考慮其它遠處運行電抗器的影響。

根據以上資料簡化計算如下：

實際驗證：

將端子箱接地引下線從二次接地銅排拆除，接入一次地上，發熱消失，端子箱原發熱接地引下線電流為0問題，得到解決。將端子箱接地引下線從二次地改回一次地后，現場測量一、二次接地排間電壓為5.22V，與5.01的計算值相近，對理論分析給予了強有力支撐。

2 結論與建議

524A的電流流過498匝的空心干式電抗器，產生巨大的磁場，在10米遠的端子箱一、二次地間產生5.22V的開環感生電動勢，一、二次地短接后，環路阻抗很小，5.22V的短路電流產生了65.7的電流，遠超2.5mm引線的20A的安全電流，導致導線發熱。

對于干式空心電抗器，設計施工及驗收過程中，要注意周邊的一次導線、地網、端子箱、回路等，不要形成環網，特別不要形成磁通面積大的環網，防止感應過電壓及大的感應電流發熱造成設備損壞。對于運行中的設備，主要對紅外設備進行紅外檢測及回路電壓測量，防止過電壓及過電流影響設備健康運行。

3 結束語

本研究同時解決了該變電站幾處類似發熱問題，希望能夠為干式電抗器運行中對周圍設備的電磁影響提供參考，為干式電抗器周圍發熱原因及解決提供幫助。為干式電抗器周圍設備的設計、施工及運行提供這方面的理論支撐及實際參考。

參考文獻

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作者單位

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