干式電抗器圍欄發(fā)熱原因分析及處理

陳 功

（甘肅省電力公司檢修公司，甘肅 天水 741000）

1 事故經(jīng)過

某330 kV變電站35 kV 1號(hào)并聯(lián)電抗器為干式空心電抗器，型號(hào)為BKGKL—10 000/34.5，采用“品”字型結(jié)構(gòu)布置，電抗器距地高1.8 m。為確保人身安全，在電抗器周圍安裝了1.7 m高的金屬圍欄。2009-07-26，1號(hào)電抗器正常投運(yùn)。在某次設(shè)備巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)，1號(hào)電抗器金屬圍欄及圍欄金屬固定連接片發(fā)熱。通過觀察，發(fā)現(xiàn)電抗器圍欄及固定連接片均發(fā)熱，但電抗器北面圍欄發(fā)熱最為嚴(yán)重，其上部圍欄橫欄溫度最高。利用紅外成像測溫儀測量，測得其最高溫度達(dá)到130 ℃。

通過實(shí)地測量發(fā)現(xiàn)：北面圍欄與電抗器之間的距離為1.08 m，另三面圍欄與電抗器之間的距離均為1.55 m。由于電抗器為戶外設(shè)備，圍欄發(fā)熱會(huì)嚴(yán)重干擾電抗器的正常散熱，導(dǎo)致電抗器絕緣損壞，同時(shí)易造成人員燙傷。

2 原因分析

電抗器的特殊結(jié)構(gòu)決定了其在運(yùn)行時(shí)向周圍產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁場，磁場強(qiáng)度分布如圖1所示。

當(dāng)閉合環(huán)路靠近電抗器時(shí)，環(huán)路中的磁場強(qiáng)度增大；隨著閉合環(huán)路遠(yuǎn)離電抗器，環(huán)路中的磁場強(qiáng)度迅速減少，在離電抗器中心3 000 mm以外時(shí)，磁場強(qiáng)度幾乎為0。同時(shí)，與干式電抗器中心軸線平行的金屬閉合環(huán)路，其所在的平面方向基本與電抗器磁場方向一致，一般不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流；與干式電抗器中心軸線垂直的金屬閉環(huán)環(huán)路，由于在最大程度上包圍了電抗器產(chǎn)生的交變磁場，其感應(yīng)電流一般較大，發(fā)熱程度也較高。

圖1 電抗器磁場強(qiáng)度分布

該變電站1號(hào)電抗器北面圍欄與電抗器的距離為1.08 m，處在較強(qiáng)的磁場中，其余的圍欄與電抗器的距離均為1.55 m，該處的磁場強(qiáng)度較弱，因此北面圍欄發(fā)熱嚴(yán)重。此外，電抗器距地高度為1.8 m，而圍欄高度為1.7 m，大量磁場垂直穿過圍欄，產(chǎn)生大量環(huán)流，導(dǎo)致圍欄發(fā)熱嚴(yán)重，具體情況如圖2所示。

圖2 電抗器磁場穿過圍欄

上述幾方面的因素導(dǎo)致圍欄橫欄嚴(yán)重發(fā)熱，使其最高溫度高達(dá)130 ℃。

3 解決方法

由于受場地的限制和其他安裝設(shè)備的影響，無法對(duì)已經(jīng)安裝的圍欄進(jìn)行整體改造，只能采取一些改善措施。根據(jù)環(huán)流形成的原因，對(duì)已構(gòu)成閉合導(dǎo)體的圍欄，可將一個(gè)閉合導(dǎo)體分割為多個(gè)小閉合面，由于磁感應(yīng)電流同相位，在閉環(huán)內(nèi)部導(dǎo)體的電流能互相抵消，因此環(huán)流較小。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，決定將電抗器圍欄金屬固定連接片更換為硬質(zhì)絕緣材料。更換后，圍欄溫度恢復(fù)正常，從根本上消除了發(fā)熱隱患。

4 防范措施

(1) 現(xiàn)場安裝電抗器時(shí)，首先要保證電抗器同圍欄之間的距離符合規(guī)范要求，避開電抗器產(chǎn)生的強(qiáng)磁場對(duì)圍欄的影響，防止電抗器圍欄發(fā)熱。

(2) 安裝電抗器圍欄時(shí)，圍欄高度應(yīng)盡量接近電抗器中部，以降低電抗器產(chǎn)生的磁場垂直穿過圍欄的概率，減少感應(yīng)電流的產(chǎn)生。

(3) 圍欄固定連接時(shí)，固定連接片應(yīng)采用絕緣材料，以便對(duì)因閉合產(chǎn)生的環(huán)流進(jìn)行分割，使環(huán)流電流減小，防止圍欄發(fā)熱。

干式電抗器具有起始電壓分布均勻、無滲漏、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。因此，安裝電抗器及圍欄時(shí)一定要采取相應(yīng)措施，避免電抗器強(qiáng)磁場對(duì)圍欄等產(chǎn)生影響，防止類似事故再次發(fā)生。

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