干式电抗器底座接地扁铁发热故障排查研究

干式电抗器底座接地扁铁发热故障排查研究

张晗 李锐

国网新疆电力有限公司检修公司 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830001

摘要：干式电抗器作为电网无功补偿的重要设备，其安全运行是保障电网稳定的前提。关于干式电抗器常见底座接地扁铁发热故障，本文就故障排查分析展开了研究、探讨。

关键词：干式电抗器；底座接地；发热

前言

干式电抗器作为电网无功补偿的重要设备，其安全稳定运行对电网具有重要意义。由于干式电抗器在运行状态下，其周围半径均在强电磁环境中，期间闭环的回路会产生环流，从而发热，影响电抗器的安全运行。

对于干式电抗器，常见底座接地扁铁发热故障，本文就一起典型发热故障的排查处理进行研究。

1现场布置情况

某变电站66kV电抗器共两组，分别编号为5#、8#。其平面俯视图如下所示。

电抗器底座接地引至地面以下采用100*8mm镀锌扁铁引入地面以下。该接地扁铁属于导磁材料。5号电抗器底座接地扁铁接地分2处引下，分别位于1号支柱与5号支柱处；8号电抗器底座接地扁铁接地分3处引下接地，分别位于1号、3号、5号支柱处，情况如下图所示。

5号电抗器接地示意图 8号电抗器接地示意图

由于各支柱之间接地扁铁连接已被混凝土底座覆盖，肉眼无法直接观察。无法进行直接判断是否存在接地工艺不合格情况。情况如照片所示：

5号电抗器现场接地情况图 8号电抗器现场接地情况图

2故障排查情况

1、试验人员使用磁场强度测试仪对电抗器附近进行磁场强度测试，测试示意图及数据为：

从各点磁场强度测试数据可以看出，出现发热缺陷电抗器各点磁场强度与正常电抗器相应各点磁场强度分布基本一致，不存在磁场部分畸变情况，基本可以排除是由于局部磁场畸变引起涡流发热缺陷。

2、试验人员在发热点附近放置相同材质接地扁铁，30分钟后对该扁铁进行红外测温，发现扁铁未出现发热，此实验可以佐证此次发热缺陷并非由于涡流所致。

放置未带电接地扁铁现场图

3、试验人员检测发热电抗器底座2处接地引下扁铁处电压差，由于现场磁感应干扰较大，数据无法读出，该项试验数据失真。

4、试验人员使用红外测温仪对2组干式电抗器底座进行测温，发现电抗器底座接地扁铁引下存在施工工艺问题，具体为：

5号电抗器A相底座处红外图谱

由此红外图谱可以清晰看出，5号电抗器A相各支柱接地真实情况为，1号、2号、3号、4号、5号支柱底座处使用接地扁铁依次连接，1号、5号电抗器处分别引入地网进行连接，6、7、8号支柱接地情况不明。电抗器此种接地方式平面示意图如下：

由示意图可以看出，1至5号支柱依次连接，1、5号支柱分别接地，与主地网形成一闭合环路，在干式电抗器漏磁作用下，此在闭合回路内产生相对恒定的环流，此环流电流数值测得为262A。在环流电流的作用下，根据公式Q=I2Rt可知，环路内电阻相对较大的部位则发热较为严重。根据5#电抗器1号支柱处扁铁接地引下线与地网连接采用铜绞线与扁铁压接方式连接，其情况如下图所示：

从照片中可以看出，铜绞线与扁铁压接处已变黑，估计是由于发热所致。另根据红外图谱可以看出，该发热缺陷温度最高点是位于压接螺栓附近，可能由于压接处接触电阻较大，发热量大，进而引起氧化严重，接触电阻进一步加大，形成恶性循环所致。

根据以上现场观察测试结果，可以判断此次巴州变66kV干式电抗器底座接地扁铁处发热是由于环流所致，其根本原因是因为底座接地未严格按照施工工艺要求，在干式电抗器周围严禁存在闭环的区域构成环路，导致运行中出现环流，整个环路随之发热，在接触电阻较大的压接部位，出现最高300度的发热缺陷。

3处理措施

由于发热根本原因是由于在电抗器漏磁范围内存在不被允许的闭合环路，解决此环流发热的方法为打开此环路，从根本上解决环流发热的问题。

结束语

本文通过一起典型干式电抗器接地发热故障的现场原因排查流程及方法，给出了缺陷消除的处理措施，对此类故障的现场判断及处理有着重要的借鉴及指导意义。

参考文献：

[1]叶占刚，干式空心电抗器的温升对其质量的影响[J].变压器，1998，35(3)：31-33.