干式电抗器周围发热原因及解决

费铮

500kV柏泉变电站，某端子箱接地引下线经红外诊断发现，发热152度。为彻底消除设备发热隐患，解决影响设备健康的发热问题。我们进行现场调查和理论分析。现场发热接地引下线截面积为2.5平方毫米，该类型导线安全电流为25A，实际测量发热电流63A。初步推测旁边运行的干式空心电抗器运行造成的环流发热，将该空心电抗器退出运行。退出运行后发热消失，重新投入低抗后，再次发热。端子箱检查发现，外壳箱门连接二次地，同時箱子外壳接一次地，接地线成了环流线。解开后发热消失，测量开路电压为5.22V。经分析电抗器产生的磁场所产生的电动势计算值与现场实测值一致，电流计算值与实际测量值一致。发热原因查明，发热问题彻底解决。

【关键词】干式空心电抗器 环流 接地 发热

1 发热分析

干式空心电抗器，因无铁心助增磁场增强感生电动势，故大电流产生的磁场直接作用在周围的物体上，一方面发热产生有功损耗，另外强磁场会导致周围闭合回路，产生发热现象，带来设备损坏事故。500kV柏泉变电站，某端子箱接地引下线经红外诊断发现，发热152度，为理清发热原因，解决问题，我们对此进行调查研究。

红外带电检测发现，发热引下线截面积为2.5平方毫米的接地引线（如图1），红外热图显示152度，端子箱内背景温度43度，温升109度。2.5平方毫米引线安全电流为25A，发热远超安全温度，导线流过的电流应该远超25A的安全电流。我们采用钳行电流表进行现场测量，测得该导线上电流63A。如图2所示，现场勘查发现，发热引线一端接端子箱外壳，另一端接端子箱未接一次地，确连接接地铜排。进一步勘查发现铜排经过到引线接入电缆沟二次地，二次地在电缆沟内连接一次地，构成环路。环路构成及周边环境如图3所示。

根据现场勘察情况我们初步推断为旁边干式空心电抗器运行产生的磁场导致导线发热，为此我们将该电抗器退出运行，发热消失，推断得到证明。

为进一步验证，进一步现场勘查周边电磁环境：

电抗器绕组长度l=4米，半径1米，电抗器离端子箱垂直距离3米，水平距离9米，电抗器工作电流524A，查阅资料电感322毫亨，接地扁铁8*80毫米4米，接地铜排2米，一二次地短接线2.5平方毫米引线1米。

电抗器无铁芯，且电流较大，周围无导磁小的大物体，故不考虑场地其它金属提供的附加磁场；因工频波长远大于场地，不考虑大地对磁场的反射，不考虑大地对磁场的吸收和阻碍；正常导线负荷电流教小且未绕城多砸，忽略导线负荷电流对地网的影响；因其它电抗器距离较远，因磁场空间上衰减，会对该端子箱的影响会比近处电抗器小很多，未简化计算暂不考虑其它远处运行电抗器的影响。

根据以上资料简化计算如下：

实际验证：

将端子箱接地引下线从二次接地铜排拆除，接入一次地上，发热消失，端子箱原发热接地引下线电流为0问题，得到解决。将端子箱接地引下线从二次地改回一次地后，现场测量一、二次接地排间电压为5.22V，与5.01的计算值相近，对理论分析给予了强有力支撑。

2 结论与建议

524A的电流流过498匝的空心干式电抗器，产生巨大的磁场，在10米远的端子箱一、二次地间产生5.22V的开环感生电动势，一、二次地短接后，环路阻抗很小，5.22V的短路电流产生了65.7的电流，远超2.5mm引线的20A的安全电流，导致导线发热。

对于干式空心电抗器，设计施工及验收过程中，要注意周边的一次导线、地网、端子箱、回路等，不要形成环网，特别不要形成磁通面积大的环网，防止感应过电压及大的感应电流发热造成设备损坏。对于运行中的设备，主要对红外设备进行红外检测及回路电压测量，防止过电压及过电流影响设备健康运行。

3 结束语

本研究同时解决了该变电站几处类似发热问题，希望能够为干式电抗器运行中对周围设备的电磁影响提供参考，为干式电抗器周围发热原因及解决提供帮助。为干式电抗器周围设备的设计、施工及运行提供这方面的理论支撑及实际参考。

参考文献

[1]赵凯华，陈熙谋.电磁学（第三版）[M].高等教育出版社，2011.

[2]汪泉弟，张艳，李永明，徐禄文.干式空心电抗器周围磁场分布[J].电工技术学报2009，24（01）.

[3]孙涛，万保权.500kV变电站电磁环境参数测量[J].高电压技术，2006，32（06）.

作者单位

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