关于 一起高抗 铁芯对 夹件绝缘电阻不合格的原因分析及处理建议

关于 一起高抗 铁芯对 夹件绝缘电阻不合格的原因分析及处理建议

孙永刚、刘震、高真彧

国网新疆电力有限公司检修公司，新疆乌鲁木齐 830000

摘要：750kV高压电抗器是750kV电力系统中的最关键的设备之一，高压电抗器铁芯绝缘电阻不合格。可能会使铁芯产生环流，出现局部过热同时高压电抗器的空载损耗增高，由于环流可通过接地片，造成接地片过热，也会导致高压电抗器发生故障。本文章主要探讨750kV高压电抗器铁芯、夹件绝缘电阻不合格故障原因，提出解决方案措施。

关键词 高压电抗器 绝缘电阻 环流 解决方案

前言

750kV高压电抗器具有削弱空载或轻载线路中的电容效应降低工频暂态过电压，并限制操作过电压的幅值；改善沿线电压分布，提高负载线路中的母线电压，增加了系统稳定性及送电能力；改善轻负载线路中的无功分布，降低有功损耗，提高送电效率；降低系统工频稳态电压，便于系统同期并列；有利于消除同步电机带空载长线路时可能出现的自励磁谐振现象。定期开展铁芯、夹件绝缘电阻是验证高压电抗器运行工况是否良好的重要试验项目之一。能有效保证750kV电网的可靠运行。

一、检测数据

根据检修计划安排，某750 kV变电站对该750kV高压电抗器停电开展例行检修工作。停电当日，对该组高压电抗器三相进行了例行试验，发现该高压电抗器其中一相铁芯夹件间绝缘电阻测试值偏低。

（一）带电检测情况

停电前设备例行带电检测专项工作数据如下：

一是铁芯、夹件接地电流检测。A、B、C 三相铁芯接地电流数据依次为1.9mA，1.9mA，2.0mA，三相夹件接地电流数据依次为109.3mA，110.8mA，109.9mA。三相数据横向比较无明显差异，三相数据较历史数据无增长。

二是超声波局部放电检测。三相数据见下表（背景值 4dB），未发现典型放电信号，测试数据无异常

三是取油样色谱分析。氢气超过Q/GDW 1168-2013 输变电设备状态检修规程要求注意值后，每月跟踪色谱离线检测数据见下表，投运后的色谱氢气增长趋势图 如下图所示。

该高压电抗器异常相投运后，油色谱单氢数据持续缓慢增长，于停电前半年超过注意值，其他甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷、乙炔、总氢等油色谱气体未见异常。

（二）停电检测情况

停电期间开展了三相高抗套管试验、本体绝缘电阻、介损电容量、直流电阻试验以及铁芯夹件绝缘电阻试验，除该组高压电抗器异常相铁芯夹件间绝缘电阻偏低外其余试验数据均合格。三相高抗铁芯夹件绝缘电阻数据见下表：

Q/GDW 1168-2013 输变电设备状态检修规程规定：高压电抗器（电抗器）铁芯夹件之间绝缘电阻大于100MΩ，该组高压电抗器异常相铁芯对夹件绝缘电阻数据不满足规程要求，可能存在设备隐患。

二、原因分析

目前，我国制造的大中型高压电抗器，铁芯大都经 1 只套管引至油箱体外接地。这是因为高压电抗器铁芯在运行时，线圈的电场和磁场共同作用使铁芯的各部件（包括夹件等）具有不同的电位，若铁芯不可靠接地，则因电位不同而可能产生断续放电现象，损坏其绝缘；另一方面，如果高压电抗器铁芯出现多点接地情况，则每两个接地点间通过铁芯自身和接地线 路形成一个闭合回路，其中交链的磁通将在回路中感应出环流，使铁芯局部过热，严重时会造成局部烧损，这就是高压电抗器铁芯多点接地故障。

常见的变压器铁芯多绝缘电阻不合格很有可能是铁芯多点接地，主要分为两种情况：1、固定多点接地，也就是常说的“死接地”，多由金属异物卡死，或绝缘垫片损坏引起；该电抗器铁芯夹件间绝缘电阻值低的原因可能是铁芯框架回路（夹件）与铁芯之间绝缘存在损伤，故造成绝缘电阻值下降。同时，铁芯夹件绝缘低问题不涉及高抗主电气导通回路，油色谱结果未能反映电抗器内部有过热或放电现象。

2、悬浮接地，多由油流循环过程中金属粉末或碎屑随油经过某一特殊位置时，或沉积于变压器铁芯底部，在电磁引力作用下形成悬浮接地。而传统的检测方法是在变压器预防性试验或大修时，对其铁芯接地引出线做绝缘电阻试验，看其绝缘电阻是否过低或零值而判断是否存在其他点接地，这种方式对死接地判断比较容易，但很难查出悬浮接地这种间断性的接地。对悬浮接地这种间断性的接地在摇绝缘时恰好第二接地点没有构成接地回路，就可能出现漏判断，尤其铁芯故障伴有其它故障发生时，铁芯故障判断和处理就显得更加困难。造成高抗铁芯夹件间绝缘电阻低的原因是铁芯夹件间形成“杂质小桥”造成电气通路。

3. 处理建议

一是停电时可采取在夹件接地，对可以采用对铁芯500V、1000V、2500V 电压用电容器冲击，冲击铁芯夹件间绝缘电阻以改善绝缘电阻。

二是如果铁芯夹件间的绝缘发生损伤，现场无法进行临时处理，只能排油内检。

三是目前现场对变压器铁芯接地状况的检测主要依赖于人为使用钳形表测量，这种检测方式有很多缺点：首先是不能及时反映铁芯接地状况，延误了最佳维修时机；再者是由于现场电磁干扰等原因，信号测量精度不高；即使发现故障，不能及时采取相应措施阻止故障继续发展。因此，可应用铁芯绝缘的在线监测技术及在线监测系统对于保障电力变压器的安全运行。后续加强监测，对高抗加装铁芯夹件电流在线监测，考虑提前加装可变电阻限流装置（需计算可变电阻范围），若复运后出现铁芯夹件环流，则将该限流装置投入。做好高抗应急停电处理方案。高抗复运后，需加强铁芯夹件电流在线监测巡视及带电检测频次，加强油色谱在线监测跟踪及离线取样分析，加强铁芯夹件瓷套红外检测，在线监测及带电检测数据发生突变时（色谱含量及铁芯夹件接地电流数据突增30%），应立即连同厂家综合分析，判断高抗运行状况，必要时停电进行处理。

以上处理建议可以处理绝缘电阻降低、铁芯悬浮间断接地情况下的接地环流问题， 但只是临时措施，仅适用于暂不能退出运行或者不能接受占用长时间停电检修的高压电抗器。要想解决高压电抗器铁芯、夹件绝缘电阻降低的故障，还得通过大修及试验找到确切的故障点进行彻底处理。

结束语

社会的发展也使得国家在逐渐的在改革优化电力系统。新技术的发展也对电力系统造成了积极的影响。高压电抗器类设备合理检修维护是维持电力系统稳定的一个重要步骤。

参考文献

1. 陈延福.高压电抗器日常维护中的问题与故障处理[J].河南科技，2014.10

2. 徐名通.电力高压电抗器的运行与检修. 水利电力出版社，1986.4