一起35KV干式电抗器闪络故障原因分析及防范措施

逯文佳　臧璇

摘要：针对一起35 kV 干式电抗器投入时发生的闪络放电故障进行调查分析，通过故障后设备试验、解体检查等情况，结合故障电抗器的结构、运行状况，对故障产生和发展的原因进行分析和总结。指出避免该类故障发生应采取的措施，分析结果对提高串联电抗器组运行可靠性具有重要意义。

关键词：干式电抗器;闪络;匝间绝缘

引言：电力系统中，常采用并联电容器组的方式来提高功率因数，以补偿电力系统无功功率。为了保护电容器组的安全运行，常在电容器组上加装串联电抗器，干式串联电抗器是无功补偿装置中的重要元件，起到保护电容器组及消除电网谐波的作用。本文选取一起35kV干式电抗器闪络故障进行了原因分析，并提出了防范措施。

1故障情况

2018年9月4日20：30，某500KV变电站站#4主变启动送电过程中，35kV#4B电容器第一次冲击送电时，开关投入约5-6秒后B相串抗发生闪络放电，20：45，35kV#4B电容器转检修。

1.1设备基本情况

故障串联电抗器为天津经纬正能电气有限公司生产，型号为：CKDK-35-2400/2.88-12，容量2400kVar，双层结构。电抗器参数如下：

1.2设备试验情况

经过对现场检查发现B相电抗器地面有电弧燃烧的金属残留物，B相电抗器通风道中有明显的放电痕迹。现场进行直流电阻测试和电感测试，试验结果显示三相差别不大，推测无较大断股。

对电抗器的匝间绝缘试验结果显示B相不合格，试验过程中能听到明显放电声音。

1.3故障后检查情况

随后将故障电抗器返厂剖解检查。

（1）拆掉故障电抗器1～3包封层，将第4包封层分离出来，并将第4包封放电部分切割分离出来，找到故障发生包封层外侧。

检查环氧材料与铝导线结合紧密，无气泡产生，个别部位绝缘层厚度不一。

（2）拆除第4包封外绝缘层，并找到放电导线的位置，经过现场解剖分析，事故点发生在第4包封的第1、2层，如下图所示。

2故障原因分析

综合分析运行故障发生情况和厂内拆解、高压试验情况，得出以下分析结论：

1）根据高压试验结果，可以证明铁丝、树枝与泥土等不会对运行中的串联电抗器造成异常发热、绝缘损坏等破坏性影响。

2）根据现场拆解情况，判断造成本次电抗器故障的原因为电抗器线圈上端内部电磁线绝缘有先天薄弱缺陷，在电抗器投切时系统产生3～5倍过电压，由于电抗器杂散电容作用，暂态过电压在线圈端部有1.3倍左右的不均匀分布性，使得电抗器上端的内部绝缘问题被暴露和放大，仅在短短的几秒钟之内就出现匝间绝缘击穿，发生匝间短路，引起局部温度骤升，进而将导线与周边绝缘融化，并向外喷射，造成事故。

造成电磁线绝缘缺陷的原因为电抗器绕制过程中有绝缘膜机械剐蹭损伤所致，工序间试验未能检验出来，留有隐患，才导致刚刚投入即发生匝间击穿事故。

3）本次击穿位置位于下部线圈第4包封上端的第1、2层处，从磁场分布看，该电抗器为上下两层结构，在上下两层中间为磁场叠加区域，场强最强，表面所受的电压应力也最大，加大了绝缘击穿的可能。

3防范措施

1） 重新生产6台单层电抗器，对#4B電容器串抗进行更换;列入停电计划，对#4A电容器串抗进行更换。

2）提高绕组绕制工序间测试耐压水平，避免电磁线绝缘膜剐蹭损伤、夹杂异物对电抗器造成影响，消除隐患。

3）提高电抗器包封工艺质量，杜绝出现包封外绝缘厚薄不一、密封不良等情况。

4）加强电抗器运行巡视，发现电抗器上有铁丝等异物时，及时安排停电处理。

5）加强新设备出厂把关，在电抗器出厂之前必须进行匝间绝缘试验和雷电冲击试验。

参考文献：

[1]徐林峰，一起干式空心串联电抗器的故障分析[J].电力电容器与无功补偿，2008，29（2）;50-54

[2]骆晓龙，张良，王永红，等.干式空心串联电抗器匝间绝缘试验方法有效性分析[J].哈尔滨理工大学学报，2014，19（1）;74-78.

[3]GB/T1094.6-2011 电力变压器 第6部分：电抗器[S].