串联干式电抗器非接触式检测的方法.docVIP

串联干式电抗器非接触式检测的方法 　　【摘 要】介绍了黑龙江地区串联干式电抗器运行中出现的故障以及典型案例，提出故障的原理和分析方法。对可能实施的技术手段进行探讨，例如采取超声超高频等非接触检测方法对故障点进行定性定位分析。 　　【关键词】干式电抗器；非接触；局放；故障检测 　　0.引言 　　电抗器是重要的电力设备，在电力系统中起补偿杂散容性电流、限制合闸涌流、限制短路电流、滤波、平波、启动、防雷、阻波等作用。根据电抗器的结构型式可分为空心电抗器、铁心电抗器与半心电抗器。 　　户外空心干式电抗器是20世纪80年代出现的新一代电抗器产品，它是利用环氧绕包技术将绕组完全密封，导线相互粘接大大的增加了绕组的机械强度。同时利用新的耐候材料喷吐于包封的表面，使得产品能够满足在户外的苛刻条件下运行。 　　1.故障案例 　　1.1故障状况 　　从2011年10月份起2年时间左右，东北某省检修公司所管辖变电站中干式电抗器就已经烧损7台，干式电抗器的外绝缘问题已经影响了设备安全稳定运行。 　　经过对烧损的5台干式电抗器进行解体后发现，放电路径均属于表面树枝状放电，属于污湿放电。这是由表明容性泄漏电流引起的漏电痕迹。由于外侧包封周长较大，同样材质最外侧包封受力较大，包封出现裂缝，导致绝缘表面出现许多肉眼不可见的微小爬电路径。出现裂缝原因基本为电抗器的昼夜温差以及应力释放，使得绝缘表面产生了较多的裂缝。处于电抗器绝缘撑条附近的裂缝，其场强更是在撑条的影响下严重畸变。在雨雪、潮气、鸟粪等的侵蚀下，严重的裂缝处出现放电并发展成爬痕，在包封层表面形成短路通道，致使设备匝间绝缘降低，造成局部放电，局部放电继续发展，导致局部过热，又造成其他绝缘薄弱点发生放电，最终导致贯穿性放电，电抗器损坏。 　　故根据现场情况判断，干式电抗器烧损主要是由于绝缘材料裂化所致。 　　1.2常规故障检测手段 　　目前为止，常规的干式电抗器检测手段主要有：直流电阻测试、电抗器值测试、绝缘电阻测试、有功损耗测试、耐压测试等。其中直阻、电抗器值、绝缘电阻测试都不能有效检测干式电抗器的绝缘问题。 　　由于目前干式电抗器组一般安装在主变三次测，现场电、磁场干扰大，而有功损耗测试仪容量小，对其测试结果有一定影响，每次测试数据变化非常大，干扰过强时还会烧损测试仪器，测试效果不理想，不能作为判断依据。 　　由于耐压测试设备没有便携式，不能运输到现场，而且在耐压测试过程中，施加的电压高于运行电压6-7倍，对设备良好绝缘也有影响，所以也不能作为绝缘测试的判断依据。 　　就常规检测手段来讲，目前没有能准确对干式电抗器绝缘进行测试的非接触式检测手段。 　　1.3非接触式检测 　　1.3.1局放基本原理及检测技术简介 　　局部放电是指设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电，这种放电可以发生在导体（电极）附近，也可发生在其它位置。 　　局部放电的种类： 　　（1）绝缘材料内部放电（固体-空穴；液体-气泡）。 　　（2）表面放电。 　　（3）高压电极尖端放电。 　　局部放电的产生：设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高压电场作用下发生重复击穿和熄灭现象-局部放电。 　　局部放电可产生光学现象（光信号）、压力波（声音信号）、放电作用/介质损耗/高频波信号、化学产物、发热现象等。 　　1.3.2干式电抗器故障非接触式检测 　　对干式电抗器进行非接触式故障测量主要参考超声波（AE）局放和超高频（UHF）局放信号。 　　通过对东北某地区11个500kV变电站，总共93相干抗器进行测量：测量结果以四个等级来区分，分别是合格或良好（绿色）、监测或观察（蓝色）、边缘或不正常状态（黄色）和危险状态（红色）。经统计，这93相干抗器中，超声波检测结果标为黄色的有26相，占比28%；标为蓝色的有11相，占比12%；标为绿色的有56相，占比60%。超高频检测方面经统计，检测结果标为黄色的有1相，占比1%；标为蓝色的有64相，占比69%；标为绿色的有28相，占比30%。如果在测量时发现明显的超声波信号，那么此台电抗器附近的超高频信号也会超过基准值。然而测量点超高频信号明显的干抗器，不一定存在明显的超声波信号。因此判断，对干式电抗器的测量不能单独通过一种检测技术来判断干抗器的运行状态，需要通过综合手段对来进行判断。 　　由于干式电抗器没有屏蔽层，所以超高频信号较容易传播到空中。但是，由于变电站内电磁环境非常复杂，被测点测得信号实际上是各信号源所发出的放点信号的叠加结果。这就导致难以对故障信号点进行判断，故需要辅助超声波手段进行测量。 　　由于局部放电产生的超声信号会在衰减前通过干抗器包封夹层之间的孔隙传播一段距离，所以通过移动传感器的位置，可以根据信号的强度来判断局部放电