户外干式空心电抗器全绝缘问题探析

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1、户外干式空心电抗器全绝缘问题探析摘要：户外干式空心电抗器是无功补偿装置中重要组成设备之一。干式空心电抗器常见的故障主要有匝间短路、小动物及鸟类引起的相间或相对地短路等。该文对干式空心电抗器的故障的原因进行了综合地阐述，提出了干式空心电抗器全绝缘处理的解决方案，并在绝缘材料和施工工艺方面进行了探讨，为今后杜绝电抗器发生绝缘事故提供了有针对性的参考关键词：干式空心电抗器故障原因处理方案中图分类号：TM47文献标识码：A文章编号：1674-098X(2016)09(c)-0056-04该文通过对户外干式户外空心电抗器常见事故原因的分析，综合阐述了事故发生的原因。从材料的选型到最终确认

2、使用的验证过程及经过绝缘处理后所能达到的预期效果，该文都做了详细的叙述。介绍了户外干式空芯电抗器进行全绝缘处理的详细施工过程，尤其对电抗器匝间处理工艺进行了重点介绍经过全绝缘处理，相当于在电抗器表面形成了一道坚固的防护外衣。即使出现小动物攀爬也不会发生绝缘事故，保障了户外干式空芯电抗器的安全可靠运行1户外干式空心电抗器运行中所存在的问题及故障原因分析在电力系统中，无功补偿设备具有如下作用:(1)提高电网的功率因数；(2)优化电能质量;(3)降低线路自损；(4)有效消除电力系统谐波。无功补偿设备是否能够安全可靠运行将影响整个电力系统的无功平衡和电网的正常运行。干式空心电抗器是无功

3、补偿设备的重要组成之一，设备通常运行在户外环境中1.1电抗器本身原因造成的故障(1)由于材料膨胀系数的不同以及绝缘材料劣化干式空心电抗器最突出问题是绝缘材料老化龟裂。电抗器绝缘材料表面开裂，将导致线圈进水受潮等问题，引起口抗器匝间绝缘事故绝缘材料开裂一方面是由于电抗器生产厂家采用的环氧树脂配方存在问题，导致绝缘材料在户外紫外线、潮湿条件下容易出现老化；另一方面是因为导体材料与绝缘材料的膨胀系数不一致当电抗器投运后，导线会发热并发生热膨胀，停电后又会冷却收缩。干式空心电抗器频繁的投切动作，易引发电抗器导线疲劳。如果此时导线抗拉强度偏低、蠕变特性不良就容易发生断裂，进而造成局部过热

4、、匝间绝缘损伤。导线与绝缘材料的膨胀系数不一致，干式空心电抗器频繁的投切，还会造成包封开裂，将引起匝间线圈进水受潮，进而导致匝间绝缘事故(2)表面污物沉积和绝缘材料老化的共同作用干式空心电抗器在户外复杂坏境条件下运行一段时间后，其表面会有污秽物堆积，同时表面绝缘材料也可能会出现粉化现象，形成污秽层。在雨天或大雾天气，表面污层受潮，导致表面泄漏电流增大，产生电热效应。这使得表面电场集中区域的水分蒸发较快，部分区域出现干区，引起表面局部电阻改变。电流在该中断处形成很小的局部电弧，局部放电由此引起随着时间的增长，电弧将发展并发生合并，在表面形成树枝状放电烧痕，形成沿面树枝状放电。绝大

5、多数树枝状放电产生于电抗器端部表面与星角架相接触的区域。匝间短路是树枝状放电的进一步发展。即短路线匝中电流剧增，温度升高到使线匝绝缘损坏，并在高温下出现导线熔化(3)电抗器局部热量集中造成电抗器温升原因有：焊接质量问题，接线端子与绕组焊接处焊接电阻产生附加电阻而发热。另外由于温升的设计裕度很小，使设计值与国际规定的温升限值很接近。除设计制造原因外，在运行时，如果电抗器的气道被异物堵塞，造成散热不良，也会引起局部温度过高引起着火1.2电抗器受外界因素造成的故障异物引起的短路故障也是电抗器损坏的重要原因。尤其在冬天，室外温度较低，而户外干式空心电抗器作为发热源，其内部发热量较大，经

6、常有鸟类或小动物在电抗器中取暖栖息，容易引起电抗器组的相间或相对地短路故障，见图1。有造成电抗器损坏，甚至着火的风险。根据国网相关数据统计，电力系统每年都会出现大量因鸟类栖息、小动物攀爬或者异物的搭接引起的户外干式空心电抗器短路事故，给国家造成巨大经济损失。见图12全绝缘处理方案2.1干式空心电抗器全绝缘技术关键点由于电抗器本身线圈有环氧树脂和玻璃纤维等绝缘材料缠绕，干式空心电抗器全绝缘研究与应用的技术关键点就是采用何种处理工艺对所有外露导电部位进行全绝缘处理，同时采用特殊工艺对电抗器匝间进行全绝缘处理，实现干式空心电抗器整体全绝缘，同时保证不影响设备的正常运行通过全绝缘处理后

7、，干式空心电抗器在运行过程中，即使出现有小动物攀爬到电抗器相间，也不会造成电抗器相间短路，从而避免了设备事故的发生。绝缘处理后包封匝间线圈不再出现细微龟裂，能够有效的阻止线圈受潮、老化，避免线圈短路烧毁设备的可能性，杜绝事故的发生根据对近几年电网内发生的叠装式干式空心电抗器相间短路事故分析，提出以下全绝缘处理方案：优选一种可靠优良而且常温下可以自干的绝缘材料对电抗器的外包封(包括上下星角架、连接法兰、绝缘子金属件)进行喷涂，喷涂可分2~4次，总体厚度不低于0.5mmo对于匝间应使用淋涂特殊工