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干式空心电抗器的故障分析及运维措施探析摘要：干式空心电抗器在电力系统应用日益增多，但是故障问题也频频发生。
通过对干式空心电抗器故障的分析，指出在干式空心电抗器运行中出现的种种问题，线圈受潮，温度分布不均衡，局部放电过热，绝缘烧损等现象。
如果不及时处理，这些问题逐步会演变成事故甚至烧毁设备。
文章主要针对电抗器在运行方面出现的问题以及设计制造电抗器的缺陷和不足，分析并提出了相应的改进建议和措施。
关键词：干式空心电抗器；故障；措施一、干式空心电抗器现状以及前言描述作为电力系统不可或缺的重要设备-电抗器，对电力系统的稳定运行起着关键作用。
电力工业是现在工业的基础，在近几十年来得到了飞速的发展。
随着电网容量的不断增加，对电抗器数量和质量也有了更高的要求。
大容量干式空心电抗器是近几年研制开发的新型电抗器，它具有电抗值线性度好，性能好，参数稳定，寿命长，防火性能好等特点，因此在电网中得到了广泛应用。
但是随着用量的不断增加，电抗器经过长时间的运行出现了不少的问题。
有些甚至不得不被迫停运处理，更有甚者演变成事故甚至烧毁。
故障设备隐藏的缺陷使设备安全运行存在巨大隐患同时也给此类设备的日常维护与监测工作带来了新的问题。
就干式空心电抗器的故障问题以及运维措施做简单探析。
在超高压和大容量的电网中安装一定数量感性的无功补偿装置，如并联电抗器和静止无功补偿器，主要的目的一是补偿容性充电功率，二是在轻负荷时吸收无功功率。
控制无功潮流稳定网络的运行电压。
各大电网均要求在大中型变电站必须安装电抗器来补偿电容性的无功功率做到就地补偿、就地平衡以保证电力系统的安全运行[1]。
二、干式空心电抗器故障形成原因分析（1）电抗器制造工艺存在缺陷。
有些厂家生产电抗器匝环结构不合理。
电抗器线圈上采用低级工艺，绝缘不能一次成型，绝缘处相对薄弱。
（2）电抗器沿面树枝状放电和匝间短路的形成。
电抗器运行在户外的大气条件下，经过一段时间后，污物会在其表面沉积，并且表面喷涂的绝缘材料也会因为粉化现象而形成污层。
干式空心电抗器的运行分析及故障处理措施
管内各工区
根据武桥工安〔2010〕43号文件“关于公布2010年安全生产专项整治推进计划的通知”的要求，为强化安全基础建设，进一步提高安全管理制度化、规范化、法制化水平，确保安全持续稳定。
现结合车间实际，特制定2010年车间安全生产专项整治措施。
一、整治项目：劳动安全专项整治
整治目标：提高安全意识、规范管理制度，落实卡控措施，狠抓“作业不设防护、下道晚和不下道”等顽症。
整治标准：
一、各种施工必须按《铁路工务安全规则》中的规定设置防护，未设好防护禁止开工。
不得擅自变更防护办法。
作业未完、机具没有全部下道、线路末恢复到准许放行列车的条件时，不得撤除防护。
要坚决做到“四严禁、四必须”，即严禁防护人员不够上道作业，必须设置三道防护（前防护员、工地防护员、后防护员）；严禁防护员不接车，必须按规定标准接车；严禁兼职防护员，必须是有资格的专职人员担任；未设好防护禁止开工。
二、防护员基本条件
1．防护员必须是责任心强，视听能力良好，头脑清晰，无语言障碍；
2．熟悉管内地形和列车运行情况，熟知防护知识和安全知识；
3．经段培训考试合格且有两年以上工龄的铁路职工。
三、防护员基本要求
1．防护员必须按规定穿戴防护服装、防护帽和胸牌，带齐防。
干式空心电抗器的运行分析及故障处理措施l前言大容量干式空心电抗器是近几年研制开发的新型电抗器，它具有线性特性好、参数稳定、防火性能好等特点，因此用量逐渐增加。
并联电抗器经过长时间的运行，出现了不少的问题，有的被迫停运处理，有的逐渐演变成事故甚至设备烧毁。
干式空心电抗器的运行故障主要是由于线圈受潮、局部放电电虎局部过热绝缘烧损等线圈匝间绝缘击穿，以及漏磁造成周围金属构架、接地网、高压柜内接线端子损耗和发热等。
2电抗器的作用在超高压、大容量的电网中安装一定数量感性的无功补偿装置(包括并联电抗器和静止无功补偿器)，其主要目的：一是补偿容性充电功率；二是在轻负荷时吸收无功功率，控制无功潮流，稳定网络的运行电压。
各大电网均要求，在大中型变电站必须安装电抗器来补偿电容性的无功功率，做到就地补偿，就地平衡，以保证电力系统的安全运行。
3电抗器故障形成及处理措施3．1沿面树枝状放电和匝间短路的机理及处理措施电抗器在户外的大气条件下运行一段时间后，其表面会有污物沉积，同时表面喷涂的绝缘材料也会出现粉化现象，形成污层。
在大雾或雨天，表面污层会受潮，导致表面泄漏电流增大，产生热量。
这使得表面电场集中区域的水分蒸发较快，造成表面部分区域出现干区，引起局部表面电阻改变。
电流在该中断处形成很小的局部电唬随着时间的增长，电弧将发展并发生合并，在表面形成树枝状放电烧痕，形成沿面树枝状放电。
由于绝大多数树枝状放电产生于电抗器端部表面与星状板相接触的区域11)。
而匝间短路是树枝状放电的进一步发展，即短路线匝中电流剧增，温度升高到使线匝绝缘损坏并在高温下导线熔化而形成。
为了确保户外电抗器不发生树枝状放电和匝间短路故障，应正确选用绝缘材料，改善工艺条件，提高工艺水平，改善工艺环境。
保证电抗器的端绝缘、包封绝缘的整体性；绝缘胶应保证与导线具有良好的亲和性，在运行条件和运行环境下，确保不产生裂纹和开裂现象；涂刷憎水性涂料可大幅度抑制表面放电，端部预埋环形均流电极的结构改进，可克服下端表面泄漏电流集中现象，即使不喷涂憎水性涂层或憎水性涂层完全消失，也能防止电极附近干区电弧的出现。
《装备维修技术》2021年第9期干式空心电抗器损坏原因分析及对策王晓宇（特变电工沈阳变压器集团有限公司，辽宁沈阳 110000）摘 要：对干式空心电抗器（以下简称“干抗”）损坏的原因及对策进行分析非常重要，对于提高电力系统的可靠性具有现实意义。
本文分析了干抗的结构特征，总结了造成干抗损坏的主要原因，包括过程设计缺陷，局部过热和绝缘老化，目标设计以及技术和操作过程三个方面。
建议采取的对策和措施，可以作为参考，以确保干抗正常运行，提高电力系统运行的可靠性。
关键词：干式空心电抗器；损坏；原因；对策引言随着我国电力行业的不断改革和发展，电力系统的规模不断扩大，对电网安全稳定，供电质量和供电服务提出了更高的要求。
干式空心电抗器是重要的电力设备，在电网的安全可靠运行中起着非常重要的作用。
干抗于20世纪70年代后期首次在我国引入并使用。
经过近十年的发展，国内制造商逐渐开始引进国外先进技术并进行本地化研究。
与油浸式电抗器相比，干抗具有重量轻，噪声低，安装方法灵活，维护简单等优点，适应性好，可靠性高，可以补偿电容电流，限制短路电流和其他功能广泛用于电力系统中[1]。
但是，由于干抗不具有铁芯，因此具有固有的缺点，例如，干抗周围的磁场大，电磁干扰大，实际上，干抗本身经常表现出部分电弧放电和绝缘燃烧。
诸如此类现象反过来会导致设备故障和损坏，使电网的运行成为安全隐患，并对电力系统构成一定的威胁。
1 干式空心电抗器的结构特点按照电抗器的结构和采用的冷却介质来划分电抗器的类型，其主要分为干式空心、干式铁心、干式半铁心及油浸式电抗器，其中，干式空心结构的应用最为广泛和普及，尤其是在区间为10kv 至 35kV电抗器中，约有75%的电抗器采用干式空心结构[2]。
干抗本身主要由多个包封组成，其中大多数包封材料是用环氧树脂浸渍的玻璃纤维，并且通过撑条将包封分开以形成散热气道。
上汇流排和下汇流排大多使用星形框架作为绕组的引线和导线连接，上，下汇流排通过拉丝固定，并且每个包封具有不同的线规，并带有绞合（匝间）绝缘。
电网运维Grid Operation 干式空心电抗器的安全运行及检修南方电网玉溪供电局 王庸道 罗康顺 何杰 谢辑 阮昱川摘要：本文对干式空心电抗器的结构与特点进行了介绍，对其运行情况及故障原因进行分析，提出干式空心电抗器的日常维护检修建议与措施。
关键词：干式空心电抗器；故障分析；安全运行；维护检修0 引言电抗器是电力系统中的重要设备，起到补偿杂散容性电流、限制合闸涌流、限制短路电流、滤波、阻波等作用。
干式空心电抗器由于其独特的结构和特点，容易发生局部电弧放电及绝缘损坏、匝间短路等故障，进而影响电网的稳定运行[1]。
1 干式空心电抗器1.1 干式空心电抗器的结构干式空心电抗器由电抗器本体和绝缘支撑件组成，电抗器本体由同轴圆筒型包封、撑条、星型支架组成，其中包封是由不同规格的铝导线或铜导线绕制而成的并联线圈构成，包封之间使用玻璃丝制成的通风道撑条进行分隔，起到绝缘和散热的作用；包封的上下两端由采用拉纱方式固定的铝制星型支架固定，包封的首末端出线就分别焊接在星型支架的接线臂上[2]。
干式空心电抗器由多个绕组封装构成，并与相邻两个间隔器之间的冷却通道并联，每个绕组封装由多个并联的绕组层组成，如图1所示。
1.2 干式空心电抗器的特点干式空心电抗器采用的是干式无油结构，属于免维护结构，其工作环境大多在户外，长期遭受日晒雨淋等恶劣天气的影响，使其老化速度加快，发生故障的几率增加，而且其结构比较简单，利用空气进行散热，对其进行状态监控的难度较大，所以无法对其故障进行提前预测，另外干式空心电抗器的漏抗比较大，对周围的电气设备影响较大，所以通常要求其周围不能设置导磁设备等。
2 干式空心电抗器总体运行情况及故障原因分析干式空心电抗器多为户外运行，多种因素影响其安全可靠性。
经过对实际应用中电抗器容易发生的故障类型进行统计，干式空心电抗器常见的故障主要有局部过热、匝间绝缘损坏、漏磁等问题导致的周围金属构件、接地网、高压柜内接线端子损耗和发热等故障[3]。
35kV干式空心电抗器常见故障及处理措施35kV干式空心电抗器是电力系统中常见的一种电气设备，它在电力传输和分配系统中起着重要的作用。
由于各种原因，35kV干式空心电抗器在运行过程中有可能出现各种故障。
本文将介绍35kV干式空心电抗器常见的故障及处理措施，以帮助电力工程师更好地维护和管理这一重要设备。
一、常见故障一：绝缘老化或损坏35kV干式空心电抗器在长期运行过程中，由于环境、温度等因素的影响，绝缘可能会出现老化或损坏，导致设备出现故障。
在这种情况下，需要及时进行绝缘检测和维修处理，以防止进一步的损坏。
处理措施：1. 定期进行绝缘电阻测试，确保绝缘电阻符合规定标准。
2. 对于发现绝缘老化或损坏的部位，及时更换或修复绝缘材料。
3. 对35kV干式空心电抗器进行定期绝缘油检测，确保绝缘油的性能符合要求。
二、常见故障二：接线端子松动或接触不良35kV干式空心电抗器的接线端子如果松动或接触不良，会导致设备出现故障，影响设备的正常运行。
处理措施：1. 定期检查35kV干式空心电抗器的接线端子，确保接线端子的连接牢固。
2. 对于发现松动或接触不良的接线端子，及时加固或更换。
三、常见故障三：过载运行35kV干式空心电抗器在运行过程中，由于负载突然增大或其他原因，可能会出现过载运行的情况，导致设备出现故障。
处理措施：1. 对设备定期进行负载检测，确保设备在额定负载范围内运行。
2. 在设备出现过载运行情况时，及时减小负载或停机检修，以防止设备进一步损坏。
四、常见故障四：温度过高处理措施：1. 对设备定期进行温度检测，确保设备温度在正常范围内。
2. 对于发现温度过高的部位，及时降低负载或采取其他措施，降低设备温度。
五、常见故障五：外部环境影响35kV干式空心电抗器在户外运行时，受到外部环境的影响，例如风雨、沙尘、阳光等，可能导致设备出现故障。
处理措施：1. 对设备进行定期清洁和防护，确保设备受到外部环境影响的减小。
35kV干式空心电抗器常见故障及处理措施一、引言35kV干式空心电抗器是电力系统中常用的重要设备，用于提高系统的电力质量和稳定性。
由于长期运行或其他原因，35kV干式空心电抗器难免会出现各种故障。
为了保障电力系统的安全运行，对35kV干式空心电抗器的常见故障及处理措施进行及时、准确地诊断和处理，具有重要的意义。
本文将对35kV干式空心电抗器常见故障及处理措施进行详细介绍。
二、常见故障及处理措施1. 外观检查35kV干式空心电抗器在运行过程中，可能会因为外部环境或其他原因导致外观损坏。
需要定期对35kV干式空心电抗器的外观进行检查，发现问题及时更换损坏部件，确保设备的正常运行。
2. 绕组温度升高35kV干式空心电抗器在运行过程中，如果发现绕组温度升高，可能是因为绕组局部短路、接地或过载等问题引起。
这时，应立即停止设备运行，进行检查并及时处理故障，以避免造成更大的损失。
3. 频繁跳闸如果35kV干式空心电抗器频繁跳闸，可能是由于设备内部故障所致，需要进行详细的故障诊断并进行及时处理。
可能的故障原因包括内部短路、绝缘击穿等，需要进行仔细排查。
4. 噪音大当35kV干式空心电抗器出现噪音大的情况时，可能是由于设备内部故障或者设备不平衡等引起。
此时需要进行详细检查，发现问题后进行相应的维修处理。
5. 润滑不良35kV干式空心电抗器在运行过程中，如果发现润滑不良，需要及时进行润滑维护，以确保设备的正常运行。
也要对设备的润滑系统进行定期检查和维护，以避免润滑不良导致的设备故障。
6. 绝缘老化由于35kV干式空心电抗器长期运行，可能会导致绝缘老化。
此时需要定期对设备进行绝缘测试，发现问题及时更换绝缘件，以保证设备的安全运行。
7. 设备接地8. 冷却系统故障10. 过载35kV干式空心电抗器在运行过程中，可能会因为过载而产生故障，需要及时停机排除过载原因，并进行相应的维修处理。
干式空心电抗器的运行及故障处理
前言大容量干式空心电抗器是近几年研制开发的新型电抗器，它具有线性特性好、参数稳定、防火性能好等特点，因此用量逐渐增加。
并联电抗器经过长时间的运行，出现了不少的问题，有的被迫停运处理，有的逐渐演变成事故甚至设备烧毁。
干式空心电抗器的运行故障主要是由于线圈受潮、局部放电电弧、局部过热绝缘烧损等线圈匝间绝缘击穿，以及漏磁造成周围金属构架、接地网、高压柜内接线端子损耗和发热等。
2 电抗器的作用
在超高压、大容量的电网中安装一定数量感性的无功补偿装置(包括并联电抗器和静止无功补偿器)，其主要目的：一是补偿容性充电功率；二是在轻负荷时吸收无功功率，控制无功潮流，稳定网络的运行电压。
各大电网均要求，在大中型变电站必须安装电抗器来补偿电容性的无功功率，做到就地补偿，就地平衡，以保证电力系统的安全运行。
3 电抗器故障形成及处理措施
3．1 沿面树枝状放电和匝间短路的机理及处理措施
电抗器在户外的大气条件下运行一段时间后，其表面会有污物沉积，同时表面喷涂的绝缘材料也会出现粉化现象，形成污层。
在大雾或雨天，表面污层会受潮，导致表面泄漏电流增大，产生热量。
这使得表面电场集中区域的水分蒸发较快，造成表面部分区域出现干区，引起局部表面电阻改变。
电流在该中断处形成很小的局部电弧。
随着时间的增长，电弧将发展并发生合并，在表面形成树枝状放电烧痕，形成沿面树枝状放电。
由于绝大多数树枝状放电产生于电抗器端部表面与星状板相接触的区域11)。
而匝间短路是树枝状放电的进一步发展，即短路线匝中电流剧增，温度升高到使线匝绝缘损坏并在高温下导线熔化而形成。
为了确保户外电抗器不发生树枝状放电和匝间短路故障，应正确选用绝缘材料，改善工艺条件，提高工艺水平，改善工艺环境。
保证电抗器的端绝缘、包封绝缘的整体性；绝缘胶应保证与导线具有良好的亲和性，在运行条件和运行环境下，确保不产生裂纹和开裂现象；涂刷憎水性涂料可大幅度抑制表面放电，端部预埋环形均流电极的结构改进，可克服下端表面泄漏电流集中现象，即使不喷涂憎水性涂层或憎水性涂层完全消失，也能防止电极附近干区电弧的出现。
顶戴防雨帽和外加防雨假层可在一定程度上抑制表面泄漏电流。
此外，在污秽程度较严重的地区，应增加清理电抗器表面和绝缘子表面频次。
3．2 温升对电抗器影响
对近年来系统内几起比较典型的干式电抗器事故进行了调查，发现电抗器运行温度偏高。
设计选择的绝缘材料耐热等级偏低是造成故障的主要原因。
下面列举几个比较典型的事故。
(1)1997年7月29日9时07分，青海电力公司硝湾变35kV 54号开关速断保护动作跳闸。
检查发现1号电抗器B相线圈有严重的烧伤痕迹，经试验确认为匝间短路。
分析认为，设计中端部电场过于集中，因工艺上未加RTV涂料的缺陷而发生水树现象，致使事故发生，该电抗器返厂处理后于1998年4月投入运行。
(2)2002年5月14日0时28分，陕西神木变(330kV)2号主变低压35kV并联电抗器B相因外包封开裂，内部绝缘受潮引起匝间短路放电。
经分析，电抗器表面树枝状放电最终导致短路后融化的金属气体喷射至A相引线上，又导致A，B相间短路。
该事故导致变压器受到直接短路冲击退出运行。
(3)2003年6月5日重庆万州局万县变(500kV)35kVI-2号电抗器在大雨天气下外包封发生匝间短路，在烟尘和金属颗粒的作用下发展为相间短路。
分析后认为，也是由于树枝状放电作为先导，最终导致事故发生，该产品被迫返厂更换外包封。
根据温度实测和解体分析，证实以上电抗器事故都是由于运行中热点温度高，加速了聚酯薄膜老化，当引入线或横面环氧开裂处雨水渗入后加速了老化，丧失了机械强度，不能裹紧导线；当雨水多次渗入时，造成匝间短路引起着火燃烧。
3．2．1 电抗器运行时的温升限值
在一定温度下，绝缘材料不产生热损坏的时间称为绝缘材料的使用寿命。
大型电抗器的电流在3 500A以上。
这样大的电流流过电抗器，即使电抗器的电阻很小(mΩ级)，功率也在千瓦以上。
电器产品的损耗越大，运行中产生的热量就越大，在一定的条件下，电抗器的温升也就越高，而温升增高会加速绝缘材料的老化，使其失去绝缘性能，从而也会缩短电抗器的使用寿命。
这说明电抗器温升的高低是保证其质量和使用寿命的重要指标，因此GBl0229-1988和IEC标准中均对电抗器正常使用条件下的温升做了专门的规定。
国标之所以对电抗器的温升做严格的限制，是因为温升直接影响着电抗器所用绝缘材料的使用寿命。
根据Montsinger的寿命定律，绝缘材料的热老化与温度有如下关系：t=Aexp(aθ)。
式中：t为绝缘材料的使用寿命；A为常数，B级材料约为6．5x105；a为常数，约为0.088；9为绝缘材料的温度。
由上式看出，对于B级绝缘材料，每当温度增加10℃，绝缘材料的使用寿命减少一半，这就是绝缘材料的10℃定则。
A级绝缘材料为8℃，称为8℃定则。
温升是保证电抗器质量和运行寿命的重要指标，电流越大就越难满足要求。
形成温升的主要原因有：温升的设计裕度取得很小，使设计值与国标规定的温升限值很接近；还有制造的原因，如绕制绕组时，线轴的配重不够、绕制速度过快和停机均可造成绕组松紧度不好和绕组电阻的变化。
另外，接线端子与绕组焊接处的焊接电阻是由于焊接质量的问题产生的附加电阻，该焊接电阻产生附加损耗使接线端子处温升过高。
另外，在焊接时由于接头设计不当、焊缝深宽比太大，焊道太小，热脆性等原因产生的焊缝金属裂纹都将降低焊接质量，增大焊接电阻。
3．2．2处理措施
处理措施：①选择合理的耐热等级绝缘材料、设计运行温度更合理的干式电抗器，从根本上解决电抗器户外运行安全性较低的问题，以增加其使用寿命。
②开展有效的防紫外线老化包封的防护漆的选型和研制，从根本上杜绝树枝状放电的出现。
③改善电抗器上部引线与线圈的密封，2)。
④戴帽防止日晒或雨淋，或是搭大棚，以改善通风条件，改善电抗器运行的环境温度。
⑤改善工艺条件，提高工艺水平，改善工艺环境，减少人为因素的影响。
干式空心并联电抗器组特点之一是由多个并联的包封组成，但由于设计和制造工艺上的问题，会造成各包封电流密度不一致，导致运行中部分包封温度高。
现在某些厂家为了提高经济效益，过分地提高电流密度，造成热点温升过大是电抗器故障的根本原因。
因此，适当降低电流密度，提高绝缘耐热等级是改善电抗器运行特性的根本措施。
3．3 漏磁
3．3．1 漏磁产生的原因及危害
在电抗器轴向位置有接地网，径向位置有设备，遮栏、构架等，都可能因金属体构成闭环造成较严重的漏磁问题，对周围环境造成严重的影响。
若在磁场范围只有较大铁磁物质，无闭环回路问题不大，若有闭环回路，如地网、构架、金属遮栏等，其漏磁将感应环流达数百安培。
这不仅增大损耗，更因其建立的反向磁场同电抗器的部分绕组耦合而产生严重问题，如是径向位置有闭环，将使电抗器绕组过热或局部过热，如同变压器二次侧短路情况，如是轴向位置有在闭环，将使电抗器电流增大和电位分布改变，故漏磁问题并不能简单地认为只是发热或增加损耗。
3．3．2 处理措施
只要消除闭合的金属环路，如远离金属构架不使用金属围栏等，一般就可解决。
较困难的是避免接地网及水泥构件中的闭环回路，应在安装之前，核查安装点是否存在闭环的接地网或含金眉闭环的水泥构件，合理地布置电抗器的安装位置及接线端子位置。
