基于脉冲振荡法的干式空心电抗器匝间绝缘缺陷诊断及现场应用

基于脉冲振荡法的干式空心电抗器匝间绝缘缺陷诊断及现场应用

王植

（广东电网有限责任公司东莞供电局东莞523000）

摘要：介绍干式空心电抗器现阶段应用现状，提出脉冲振荡法是适用于干式空心电抗器匝间绝缘诊断的一种试验方法，并在可行性理论分析的基础上，结合应用实例说明该方法的诊断有效性，为往后试验诊断提供一定的方向。

关键词：干式空心电抗器；脉冲振荡法；匝间绝缘缺陷

Faultdiagnosisandfieldapplicationofinterturninsulationfordrytypeaircorereactorbasedonimpulseoscillatingmethod

WangZhi

（DongguanPowerSupplyBureau.，Dongguan523000）

AbstractApplicationstatusofdrytypeaircorereactorisintroducedinthispaper，andthenputforwardthemethodofimpulseoscillationisakindoftestmethodforthediagnosisofinterturninsulationofdrytypeaircorereactor，andonthebasisoftheoreticalanalysisandapplicationexamples，themethodiseffectiveandcanprovideacertaindirectionforthefuturetest.

Keywords：drytypeaircorereactor；themethodofimpulseoscillation；interturninsulationdefect

引言

干式空心电抗器具有结构简单、重量轻、体积小、线性好、损耗低等优点，在国内得到迅速发展和广泛应用[1]。但近年来在广东电网设备事故统计中，干式空心电抗器发生多起匝间绝缘损坏事故，直接导致了电抗器匝间绝缘短路，局部过热扩大最终使电抗器烧毁。

当下，干式电抗器试验现状，按预防性规程要求只进行红外测温及阻抗测量（怀疑匝间短路时）的要求[2]，这对干式电抗器匝间绝缘诊断存在一定诊断局限性，特别是电抗器发生单匝或少数匝短路时，其电感和直流电阻的变化率都较小，测量电抗值和直阻值都难以检测出来。

本文主要介绍一种新方法脉冲振荡过电压法，简称脉冲振荡法，在干式空心电抗器匝间绝缘试验的应用以及匝间绝缘缺陷的有效性诊断。

1脉冲振荡法

脉冲振荡法是对被试线圈直接施加脉冲电压，通过试验波形比较与时间常量判断干式空心电抗器匝间绝缘状况。

1.1试验可行性

电抗器如果电抗器有短路匝存在，则由于线圈之间互感的存在，将会出现以下现象：

首先，电抗器线圈匝数的减少，导致整个电抗器的电感量减少，从而使整个振荡电路的振荡频率发生变化；其次，短路匝以外的其它线圈在短路匝中将产生感应电动势，这将引起短路匝内很大的环流，而环流会在线圈中产生去磁场，使整个电抗器线圈中的总磁场减少，使电抗器的电感量减少，从而使整个振荡电路的振荡频率发生变化；另外，短路匝内的环流会引起电抗器的损耗增加，也会加快整个振荡电路的电压和电流的衰减速度[3]。

因此，当电抗器线圈存在短路匝时，在脉冲振荡法试验电路中将引起电压或电流的振荡频率的变化和衰减速度的变化，可作为判断电抗器线圈匝绝缘是否存在缺陷的方法。

1.2试验电路设计

如图1所示，DC表示试验装置中的直流发生器，L为线圈的电感，RL为线圈电阻，Cg为脉冲电容，Rs限流电阻，S为放电球隙。CH为电容分压器高压臂电容，CL为电容分压器低压臂电容[4]。

另外，电抗器匝间短路改变放电回路的参数，造成振荡波形产生以下两方面的变化：

1）振荡周期的变化。设电抗器出现匝间短路故障时，原电感L减小ΔL；振荡频率增加，原振荡周期L减小ΔT。则有以下关系：

1-ΔT=√（1-ΔL∕L）（2）

2）衰减速度的变化。匝间短路时，损耗增加，等效直阻会提高，使回路等效电阻增加；同时，电抗器电感量减小。这两个参数的共同使阻尼系数增加，波形衰减速度加快。

1.3试验电压标准

按照GB1094.6-2011规定，脉冲振荡法试验时间不大于1min，施加频率不大于100kHz，放电次数不少于3000次[6]。其试验电压参照国标规定：

从数据上看，A相在两种电压下，其振荡衰减周期明显不一致，从波形图中也可以看到，在增大电压时衰减周期减小，过零点明显不重合。而B、C相基本前后一致，并且过零点重合。

通过电抗器匝间绝缘耐压脉冲试验发现，B、C相电抗器在试验过程中的标准电压波形和全电压试验时的电压波形过零点重合，振荡频率相同，表明该两相电抗器匝间绝缘状态良好；而A相电抗器在试验过程中的标准电压波形和全电压试验时的电压波形的频率和衰减情况有明显的不同，表明该电抗器匝间绝缘存在缺陷。

3结束语

采用脉冲振荡法能够对干式空心电抗器匝间绝缘状况进行有效检测，特别是采用低压和试验电压下脉冲振荡波形对比的方法判别匝间绝缘故障比较有效，也比较直观，为提高分辨故障的准确度，应使振荡周波数足够多；另外，干式空心电抗器的缺陷与其绝缘材料性能劣化有直接关系，应对出现故障的电抗器的同期产品加强关注，建议能在以后干式电抗器交接试验增加脉冲振荡过电压试验作为试验项目进行检验，同时希望相关标准能够尽快出台，以此作为试验判断依据，使得脉冲振荡法能在常规预防性试验中推广和普及。

参考文献：

[1]滕昕颖，王铮，李纯子，张双梓.基于脉冲电压法的干式空心电抗器匝间绝缘试验分析[J].绝缘材料，2010，43（5）：67-70.

[2]Q/CSG114002-2011，电力设备预防性试验规程[S]

[3]魏新劳，王永红，陈炯，杨一民，姚大军.用脉冲电压法进行干式空心电抗器匝间绝缘试验[J].黑龙江电力，2001，23（2）：82-84.

[4]徐林峰，林一峰，王永红，魏新劳，陈庆国.干式空心电抗器匝间过电压试验技术研究[J].高压电器，2012，48（7）：71-75.

[5]冯宝忆.干式电抗器匝间耐压试验[J].华东电力，1988，（1）：5-8.

[6]张良，吕家圣，王永红，聂洪岩，陈禾，彭翔，魏新劳.35kV干式空心电抗器匝间绝缘现场试验[J].电机与控制学报，2014，18（6）：66-71.

作者简介：

王植（1987-），男，广东省东莞市，本科，工程师，主要从事高电压试验工作及试验技术研究。