35kV 配电装置的接地网发热原因分析及处理

文/史梁文喆 史俊

1 前言

云南电网公司有限责任公司一个500kV变电站投运于2006年12月，到2007年年底，共投运9 组并联电抗器，均为并联干式空心电抗器。投运后发现，电抗器支持绝缘子的接地引下线及附近接地网发热，经测定达到80 至90ºC，通过测量接地引下线上的电流，最大电流达165A，这不仅造成了能量损失、还会导致接地体锈蚀，到目前为止，共造成电抗器引流线断股三次，严重危及着电抗器的安全运行。

2 发热构成因素

电抗器的结构相当于一个通电螺旋管，通电后电抗器将在其周围产生强烈的磁场，磁场穿过闭合线圈将产生的感生电流，电抗器同时处在一个变化的磁场内又将产生涡流。在环流和涡流的共同作用下，电抗器损耗增加，同时也改变了电抗器磁场的分布，也对电抗器的参数造成影响。

3 35kV配电装置运行情况：

35kV 配电装置共分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段母线，分段运行，Ⅰ段母线上带1-1L、1-2L、1-3L电抗器及母线设备；Ⅱ段母线上带2-1L、2-2L、2-3L 电抗器、#1 站用变及母线设备；Ⅲ段母线3-1L、3-2L、3-3L 电抗器、#2 站用变及母线设备。

运行中检查发现35kV 共Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段母线上所带电抗器的接地引下线运行温度异常，最高温度达80°C。进一步检查发现：1-2L、1-3L 、2-2 L、2-3 L、3-2L、3-3L 电抗器的双接地存在闭合问题，1-1L、2 -1L、L3-1L 双接地正常，运行中的1-2L、1-3L 、2-2 L、2-3 L电抗器由于接地引下线与地网构成闭合，电抗器产生的磁通穿过闭合的接地装置，产生了感生电流，现场采用钳形电流表进行测试，接地引下线上的感生电流最高达165A 左右，属于异常状态。向相关领导汇报后将2-2 L、2-3 L的闭合接地改为开路接地 。但由于水平接地网属于扁钢接地，还需要进一步进行改造。

4 检查情况

1-2L、1-3L 、2-2、2-3 L、3-2L、3-3L 电抗器存在接地闭合现象，1-1L、2 -1L、L3-1L电抗器上接地正常。

在安装电抗器的场地附近的接地网上，由于存在接地闭合问题，在附近的接地网上存在感生电流，由于设备构架的接地都是双接地，双接地的接地点和地网上的不同点进行了连接，通过接地网构成了一个闭合的回路，导致电流产生。

5 发热现象分析

5.1 电抗器绝缘支柱情况

如图1所示：500 kV 墨江变电站35 kV并联电抗器三相品字形布置，每相由8 根玻璃钢绝缘支柱支撑，8 根玻璃钢绝缘支柱绝缘子通过7 根扁钢相互连接，再通过点“1”和点“2”和水平接地网连接，“1”和点“2”之间水平通过接地网闭合，产生的电流流过“1”和点“2”之间的扁钢，将“2”下面开挖，使用钳形电流表测试电流，电流达到165A，温度达到85ºC，附近的电流互感器及断路器构架，由于两点接地，上面的电流最大达到60 多安，水平接地带扁钢由于环接，构成很多闭合回路，并产生电流，造成水平接地带产生不均匀的发热现象。

6 改进措施

处理方法如图2所示。

（1）针对两个接地点通过地网的水平接地带闭合的问题，处理时将“4”号连接扁钢断开，绝缘支柱底部金属法兰“1” “2” “3”通过其中一个接地引下线进行接地，“4” “5” “6” “7”绝缘支柱底部金属法兰通过其中另外一个接地引下线进行接地，(绝缘支柱上部金属法兰在绝缘支柱内部使用了钢芯铝绞线连接到底部金属法兰)，这样就解决了接地闭合的问题，但是整个接地网存在的水平接地带“闭合“问题还是会导致感生电流的产生。

（2）根据发热现象分析得出的结论，处于交变磁场中的接地体为了避免涡流所导致的发热现象，应使用导电的非铁磁性材料(如铜、铝材料等)，建议：

图1

图2

1.电抗器与接地网连接的扁钢更换为铜带进行连接；

2.将35kV 配电装置的接地装置进行改造，取消原来的扁钢水平接地带，使用铜进行水平接地带进行改造。

7 结束语

由于电抗器附近交变磁场的影响，使得位于电抗器磁场中的扁钢接地带导体中由于磁通穿过闭合的接地带而感生电流即涡流，在扁钢接地的水平接地带中造成发热，在干式空芯电抗器的设计和安装过程中除了要考虑环流的影响，还要考虑涡流的影响，应当注意接地材料的选用并采取一定的措施，避免此类问题的发生。