吳梓穎

摘要：本文主要針對 110kV 大 x 壩站 10kV#1 電抗器組 A 相本體的燒毀故障展開分析，并總結得出故障的原因，并提出解 決相關故障的建議與對策。

關鍵詞：故障;絕緣;措施 引言：

隨著 10kV 電抗器組的普遍運用，供電的質量得到了明顯的改善，可是在實際的運用過程仍舊存在很多問題，嚴重的甚至導致設備的燒毀，對安全生產運行造成嚴重的威脅。

1 故障情況概述

2017 年 11 月 9 日，110kV 大 X 壩站 10kV#1 電抗器組 A 相電抗器本體出現電流放電聲，A 相電抗器主體著火，火焰很 大。幾分鐘后 10kV#1 電抗器 R01 開關過流 II 段動作跳閘，逐漸 A 相電抗器本體火焰熄滅，冒出大量的黑煙。故障發生后相關人員馬上到達現場，通過檢查發現 A 相電抗器地面上有大量的黑炭灰，A 相電抗器底部呈黑色焦糊狀，頂部最內側線圈包封有一位置被擊穿，擊穿點周圍的絕緣材料經過高溫燃燒出現絕緣層脫落及流膠現象，內側面大部分已被熏黑，有 些包封受到高溫燃燒后滴落的絕緣材料燙傷從而裸露出了玻璃纖維帶。

電抗器出廠日期為 2011 年 1 月，事故發生當時現場氣象條件：天氣晴朗

2 試驗分析與檢查

#1 電抗器 A 相本體地面上的黑炭灰懷疑是本體環氧樹脂燃燒滴落造成的，然后通過檢查，發現最里面的線圈包封頂 部有一位置已被擊穿破壞，并且擊穿點周圍的絕緣已經被高溫燒毀。故障點附近的幾層線圈包封和下端支柱附近的線圈包封都在高溫下變黑，一些在高溫作用下涂層絕緣材料溶解，導致環氧樹脂脫落并露出玻璃纖維帶，結合現場狀況判斷這是電抗器匝間短路引起的故障。

對#1 電抗器進行繞組的直流電阻測試，對比了三相繞組的直流電阻數據與出廠值及上次試驗數據，發現直流電阻超標，測試數據如表? 1、表 2、表 3 所示。

根據“中國南方電網有限責任公司企業標準電力設備檢修試驗規程 （2017-06-01發布）”的6.2.2.1? 干式空心電抗器 繞組直流電阻 要求“與出廠值比較偏差不大于 1%”， 2016年預試的直流電阻數據符合規程的要求，并未超過規程的1%， 三相A，B和C與出廠值之間的差異分別為-0.98%、-0.19%和-0.35%。2017年發生故障后試驗的數據A相與出廠值相比增加了27.7%，B相和C相對出廠值對比分別增加了3.16%和3.7%，這超過2017年新頒布規程中的干式空心電抗器的直流電阻與出廠值的偏差不大于1%的規定。A相電抗器設備具有斷開的開路現象，B、C相不排除磁干擾、環境溫度干擾導致電阻值增加。

空心電抗器是以空氣加環氧樹脂為復合絕緣的繞包式多支路并聯為主，10kV#1電抗器采用環氧樹脂立式纏繞技術繞制線圈，高溫固化成形的技術，繞組采用多包封、多層、小截面導線的多并聯支路結構，其繞組包封采用環氧樹脂玻璃纖維材料增強繞包，端部用高強度鋁合金星形架夾持、環氧玻璃纖維帶拉緊結構，使電抗器線圈成為剛性整體。以支柱絕緣子和非磁性金屬底座支撐線圈完成安裝。

3 故障原因分析

3.1 原因查找

產品本身具有毛刺和絕緣損壞等固有缺陷，絕緣很快就會老化并在很長一段時間內失效，導致產品轉彎和層之間出現短路，產品也會燃燒，這通常發生在1年內發貨的產品中。

每次合、分閘時，產品都會受到電壓沖擊，這會對產品的絕緣造成一定的損害，特別是在產品絕緣的薄弱部分，在累積效應的情況下，這些地方的絕緣將被損壞并失效，這導致產品短路和燃燒，這通常發生在已經運行多年的產品中。

產品的過載操作包括產品負荷運行或流過繞組的電流有較多的諧波成分，導致產品嚴重升溫，絕緣加速老化，導致產品燃燒，從產品型號的選擇來看，12%電抗非常接近三次諧波的低阻抗通道，很容易在系統中形成三次諧波濾波通道，導致產品過載和嚴重發熱。

3.2? 原因分析

鑒于#1 電抗器的運行情況結合故障分析，認為室外空心電抗器在多次投切冷熱沖擊，過電壓，惡劣天氣影響以及冷縮熱脹等原因都會引起的絕緣老化開裂，存在潛在缺陷，特別#1電抗器組是無防雨帽的產品，在戶外環境雨水、導電粉塵等影響下，外面的絕緣涂料PRTV、環氧樹脂會逐年老化，空心電抗器線圈表面開裂出現縫隙，就有雨水進入，出現并聯結構中匝間放電，經過持續放電不斷積累，導致電抗器最終以擊穿或燒毀等方式結束壽命。由于此次擊穿位置在內壁頂部位置，平時巡視檢查難以發現，風道內部更加難以觀察，必須要用專業內窺鏡才能看到風道內部情況，而且電抗器是由一層層的線圈包封構成，一次紅外測溫手段，也難以發現最里面幾層的某部位發熱情況。這次故障初步懷疑是由于最里面這層線圈包封靠風道這一面的絕緣層在粉塵雨水作用下老化，靠頂端部出現裂縫，形成“水樹”產生樹狀性放電。由于空心電抗器是多包封多支路并聯結構，并且每個包封內的每一層線往往都是2～3 線并聯，甚至更多根線并聯而成的，當并聯的導線內部發生短路，并聯導線間電位相同，運行無影響，當并聯的導線內部發生不同匝間短路，由于兩個匝間電位不相同，產生環流，空心線圈出現局部發熱，長期運行下去，絕緣破壞的程度逐漸變深，匝間放電短路的范圍也將擴大，當擴大到相鄰3 匝間以上出現放電短路的情況時，就類似變壓器繞組中出現了短路環，該短路環將嚴重發熱，最終導致內壁被擊穿，燒毀電抗器。

4 防范措施

鑒于戶外環境雨水是電抗器故障的主要誘因，解決防雨問題也是空心電抗器提高可靠性的主要考慮，建議同類產品無防雨帽的加裝新型的電抗器防雨帽。風道內的情況難以觀察的，平時停電維修應使用強光電筒及內窺鏡檢查，對于有防護涂層脫落的，線圈表面出現裂紋的，應檢查包封內是否存在放電發熱現象，有進水受潮的或有灰塵青苔的等異物，應清潔后封堵及采取絕緣增強措施。運行一定年限的產品建議能夠邀請到廠家來進行性能檢測以及進行絕緣增強。B、C相存在數值增大，建議結合其他方法查明，不合格的給予更換。對運行的干式空心電抗器進行紅外測試，對溫度出現異常的電抗器應停電進行診斷性試驗分析。

結束語

總之，對電抗器進行有效的維護十分有必要，在對其進行維護時，需要對其出現的原因進行分析，并采取針對性的解決方法，相關單位需要積極做好事故防范措施，做到防患于未然，這對于保障電網的安全穩定運行具有十分重要的作用，能夠使人們的用電質量得到保證。

參考文獻：

[1]楊宇斌.10kV 干式空心串聯電抗器燒毀故障原因分析及解決方案[J].科技傳播，2014，6（21）：190-191. [2]鄧昭輝.110kV 西秀變 10kV2 號電容器組電抗器燒損原因分析[J].通訊世界，2014（01）：108-109.

[3]胡杰.變電站 10kV 電容器組串聯電抗器故障分析[J].現代建筑電氣，2012，3（05）：27-29.