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干式空心電抗器匝間絕緣試驗(yàn)技術(shù)探討

文檔作者：楊建偉，李仲彬，楊明錦，許國(guó)龍，陳朝毅文檔來(lái)源：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司德宏供電局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月26日
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電工技術(shù)電氣測(cè)試
干式空心電抗器匝間絕緣試驗(yàn)技術(shù)探討
楊建偉，李仲彬，楊明錦，許國(guó)龍，陳朝毅
(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司德宏供電局，云南 德宏678400)
摘 要：針對(duì)常見(jiàn)的電抗器開(kāi)裂絕緣缺陷展開(kāi)研究，在參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上研制了電抗器絕緣試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)不同
類(lèi)型的鋁線(xiàn)材料、不同開(kāi)裂程度的電抗器進(jìn)行了匝間絕緣試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)由BBYL9材料制造的電抗器在開(kāi)裂情況下
擊穿電壓要高于其他材料的電抗器。
關(guān)鍵詞：干式空心電抗器；開(kāi)裂；絕緣缺陷；絕緣試驗(yàn)
中圖分類(lèi)號(hào)：TM47
Discussion on Interturn Insulation Test Technology of Dry-type Air-core Reactor
YANG Jianwei, LI Zhongbin, YANGMingjing, XU Guolong, CHEN Chaoyi
(Dehong Power Supply Bureau, Yunnan Power Grid Co., Ltd., Dehong 678400, China)
Abstract: In this paper, the common cracking insulation defects of reactors are studied. On the basis of reference to national
standards, a reactor insulation test platform is developed. Interturn insulation tests are carried out for diferent
types of alu minium wire materials and reactors with different cracking degrees . It is found that the breakdown voltage of
the reactor made of BBYL9 material is higher than that of reactors made of other materials in the case of cracking .
Key words: dry-type air-core reactor ； cracking ； insulation defects ； insulation test
0引言
干式空心電抗器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、線(xiàn)性好、損耗小、價(jià)
格低、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，被電力系統(tǒng)廣泛采用［1\近年來(lái)，
干式空心電抗器在運(yùn)行過(guò)程中事故頻發(fā)，不僅威脅電力系
統(tǒng)安全運(yùn)行，也造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。干式空心電抗器
為多支路線(xiàn)圈并繞結(jié)構(gòu)，匝數(shù)非常多，制造過(guò)程采用手工
繞制后整體固化，存在匝間絕緣局部缺陷的概率非常
高運(yùn)行過(guò)程受熱脹冷縮、電磁力作用，易出現(xiàn)包封開(kāi)
裂，而開(kāi)裂后使電抗器的匝間絕緣含有缺陷3。
開(kāi)裂是干式空心電抗器常見(jiàn)的一種故障形式，因此有
必要針對(duì)這一缺陷對(duì)匝間絕緣性能的影響進(jìn)行評(píng)估。開(kāi)裂
產(chǎn)生的主要原因是運(yùn)輸和安裝過(guò)程外部應(yīng)力作用及運(yùn)行過(guò)
程內(nèi)部應(yīng)力作用4。運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)部應(yīng)力主要包括電抗器
溫度變化造成熱脹冷縮形成的伸縮力及電動(dòng)力，尤其是投
切過(guò)程形成的暫態(tài)電動(dòng)力。匝間開(kāi)裂后，匝間絕緣電壓分
布會(huì)產(chǎn)生變化，氣隙處會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)電場(chǎng)5。而且，開(kāi)裂電抗
器易受到潮氣、雨水和臟污的侵襲，進(jìn)一步造成匝間絕緣
性能下降。
在電場(chǎng)作用下，缺陷絕緣會(huì)首先發(fā)生局部放電，過(guò)電
壓幅值遠(yuǎn)大于運(yùn)行電壓，在它的作用下局部放電更容易發(fā)
生6。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度較低時(shí)，局部放電所產(chǎn)生能量不大，短
時(shí)間內(nèi)對(duì)絕緣強(qiáng)度影響不大，但由于累積效應(yīng)，絕緣性能
也會(huì)不斷劣化。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度很高時(shí)，絕緣缺陷則會(huì)嚴(yán)重降
低匝間絕緣壽命，短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致匝間擊穿7。
目前針對(duì)有缺陷的干式空心電抗器絕緣研究較少。文
獻(xiàn)［8 ］對(duì)電抗器表面放電進(jìn)行了研究，提出因包封表面局
部放電而導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生擊穿通道造成環(huán)氧樹(shù)脂開(kāi)裂，
但是沒(méi)有對(duì)電抗器匝間絕緣問(wèn)題做進(jìn)一步分析。文獻(xiàn)［9］
沒(méi)有對(duì)內(nèi)在的絕緣故障機(jī)理進(jìn)行分析和提出措施，如局部
過(guò)熱和絕緣氣泡等問(wèn)題。
本文針對(duì)常見(jiàn)的電抗器開(kāi)裂絕緣缺陷展開(kāi)研究，在參
考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上研制了電抗器絕緣試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)不同
類(lèi)型的鋁線(xiàn)材料、不同開(kāi)裂程度的電抗器進(jìn)行了匝間絕緣
試驗(yàn)。
1絕緣試驗(yàn)平臺(tái)
本文根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1094. 6—2011《電力變壓器第6
部分：電抗器》研制了電抗器絕緣試驗(yàn)平臺(tái)，其電路圖如
圖1所示。為了使試驗(yàn)平臺(tái)產(chǎn)生高壓高頻脈沖振蕩電壓
波，本文改進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)電路，加入了輔助線(xiàn)圈、串
聯(lián)保護(hù)電阻，使試驗(yàn)更加安全。圖1中的絕緣試驗(yàn)平臺(tái)主
電路主要包含調(diào)壓器T1和T,升壓器丁2、可控硅整流器D
等，其中Ch和Cl測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中的電壓，并采用示波器
記錄電壓數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過(guò)WiFi網(wǎng)絡(luò)傳送至計(jì)算機(jī)，進(jìn)
行傅里葉變換后計(jì)算出絕緣試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的放電量。
收稿日期:2019-05-05
138 I www.chinaet.ned 中國(guó)電工網(wǎng)
電氣測(cè)試電工技術(shù)
圖1電抗器絕緣試驗(yàn)平臺(tái)主電路圖
Fig.l Main circuit diagram of reactor insulation test platform
根據(jù)試驗(yàn)平臺(tái)主電路圖搭建了電抗器絕緣試驗(yàn)平臺(tái)，
如圖2所示。其中輔助線(xiàn)圈電感值為10 mH,保護(hù)電阻為
100 0,合適的保護(hù)電阻在避免干擾波形的同時(shí)可降低主
電容的放電電流。該試驗(yàn)平臺(tái)的電壓調(diào)節(jié)范圍為0?35
kV,產(chǎn)生的高壓高頻振蕩波的頻率為58 kHz,波前時(shí)間
小于150 ns,示波器型號(hào)為T(mén)EK tronixDPO2012B。該平
臺(tái)可長(zhǎng)時(shí)間平穩(wěn)運(yùn)行，完成試驗(yàn)工作。
別明顯，超過(guò)1.5 mm后基本不變。
圖4擊穿電壓與間隙距離變化規(guī)律圖
Fig.4 Variation diagram of breakdown voltage and gap distance
圖5是開(kāi)裂電抗器局部放電起始電壓與開(kāi)裂間隙距離
變化規(guī)律。由此可知，開(kāi)裂電抗器的局部放電起始電壓幾
乎不隨間隙距離變化，其局放位置多發(fā)生在間隙的尖
角處。
圖2干式空心電抗器匝間絕緣試驗(yàn)平臺(tái)
Fig.2 Interturn insulation test platform for dry-type air-core reactor
圖5局部放電起始電壓與間隙距離變化規(guī)律圖
Fig.5 Variation diagram of initial voltage of partial discharge
and gap distance
2開(kāi)裂缺陷匝間絕緣試驗(yàn)
為了保證試驗(yàn)結(jié)果的普遍性，選擇主流廠家生產(chǎn)的電
抗器進(jìn)行試驗(yàn)，如圖3所示。試驗(yàn)電抗器導(dǎo)線(xiàn)的直徑均為
4.25 mm。對(duì) BBYL3、BFYL4、BBYL9 三種鋁導(dǎo)線(xiàn)材
質(zhì)，開(kāi)裂間隙分別為0.5、1、1.5、2 mm的電抗器進(jìn)行對(duì)
比試驗(yàn)。試驗(yàn)中采用階梯升壓法來(lái)施加電壓。
圖3開(kāi)裂電抗器試驗(yàn)樣品圖
Fig.3 Test sample diagram of cracked reactor
圖4是開(kāi)裂電抗器擊穿電壓與開(kāi)裂間隙距離變化規(guī)
律。由此可知，所有開(kāi)裂的電抗器樣品擊穿電壓與不含間
隙的電抗器擊穿電壓相比有所降低；BBYL9材料的電抗
器擊穿電壓要高于其他兩種材料的電抗器；隨著間隙距離
的增大，擊穿電壓有先下降后上升的趨勢(shì)，但變化不是特
3分析
為了從理論上分析開(kāi)裂情形下電抗器開(kāi)裂處的電場(chǎng)強(qiáng)
度與間隙距離的關(guān)系，本文根據(jù)電抗器建立了高壓高頻電
壓波下的開(kāi)裂電抗器匝間絕緣等值電路模型，如圖6所
示。其中U為施加的高壓高頻振蕩電壓；G、C2分別為
開(kāi)裂間隙的電容和固體絕緣電容；廠1、廠2為鋁導(dǎo)線(xiàn)半徑；犱
為開(kāi)裂間隙距離；£1、£2、£3分別為真空、空氣、固體介
電系數(shù)。
圖6開(kāi)裂電抗器匝間絕緣等值電路模型圖
Fig.6 Equivalent circuit model diagram of interturn insulation
for cracked reactor
在外施電壓為u的情形下，間隙的電壓降為:
2019|19 期 139
電工技術(shù)電氣測(cè)試
g — 2G +C2
則間隙的電場(chǎng)強(qiáng)度為:
E 犝/2
狉2 ln狉土犱⑵
(1)
X 0 9 (2)
圖7是根據(jù)開(kāi)裂模型求得的不同半徑的鋁導(dǎo)線(xiàn)電抗器
開(kāi)裂間隙電場(chǎng)強(qiáng)度與間隙距離之間的變化規(guī)律。由此可
知，隨著間隙距離的增大，開(kāi)裂間隙的電場(chǎng)強(qiáng)度呈現(xiàn)下降
趨勢(shì)。在間隙距離小于0. 5 mm的情形下，導(dǎo)線(xiàn)半徑越
大，電場(chǎng)強(qiáng)度越高；在間隙距離超過(guò)1mm后，不同導(dǎo)線(xiàn)
半徑的電抗器電場(chǎng)強(qiáng)度幾乎一致。
0
磁■
Dfft斥2-
0# $0 i"5 2.0 2"#
氣隙間隙/mm
圖7最大電場(chǎng)強(qiáng)度與間隙距離間的關(guān)系圖
Fig.7 Relationship between maximum electric field strength
and gap distance
4結(jié)語(yǔ)
本文針對(duì)常見(jiàn)的電抗器開(kāi)裂絕緣缺陷展開(kāi)研究，在參
考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上研制了電抗器絕緣試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)不同
類(lèi)型的鋁線(xiàn)材料、不同開(kāi)裂程度的電抗器進(jìn)行了匝間絕緣
試驗(yàn)，并建立了開(kāi)裂電抗器匝間絕緣等值電路模型來(lái)分析
電抗器開(kāi)裂處的電場(chǎng)強(qiáng)度與間隙距離之間的關(guān)系，得到以
下結(jié)論。
（DBBYL9材料的電抗器擊穿電壓要高于其他兩種材
料的電抗器，隨著間隙距離的增大，擊穿電壓有先下降后
上升的趨勢(shì)，但變化不是特別明顯。
（上接第137頁(yè)）
3.3試驗(yàn)步驟
試驗(yàn)前做好試驗(yàn)前期的技術(shù)準(zhǔn)備工作，試驗(yàn)使用的設(shè)
備必須在有效期內(nèi)，儀器、儀表檢驗(yàn)必須合格，二次回路
接線(xiàn)正確且連接可靠。試驗(yàn)所需設(shè)備與材料見(jiàn)表1。試驗(yàn)
具體步驟如下：按試驗(yàn)接線(xiàn)連接試驗(yàn)線(xiàn)，并檢查確認(rèn)；確
認(rèn)電流互感器二次回路完整接入，無(wú)開(kāi)路現(xiàn)象；確認(rèn)儀器
原始狀態(tài)處于“0”位；合上試驗(yàn)電源開(kāi)關(guān)；緩慢增加輸出
電流至10A；檢查光CT無(wú)異常，被試設(shè)備無(wú)異常；使用
高靈敏雙鉗形表檢查保護(hù)屏A、保護(hù)屏B、測(cè)量屏等處電
流回路電流的幅值、相位，并確認(rèn)各差動(dòng)保護(hù)的正確性，
將試驗(yàn)結(jié)果記入試驗(yàn)記錄中；測(cè)量結(jié)束后斷開(kāi)試驗(yàn)儀器開(kāi)
關(guān)，并懸掛“有人工作，禁止合閘”標(biāo)識(shí)牌；拆除試驗(yàn)線(xiàn)，
改接至其他試驗(yàn)間隔，重復(fù)上述過(guò)程試驗(yàn)。
(2)在等值電路模型中，隨著間隙距離的增大，電抗
器開(kāi)裂間隙的電場(chǎng)強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在間隙距離小于
0.5 mm的情形下，導(dǎo)線(xiàn)半徑越大，電場(chǎng)強(qiáng)度越高；在間
隙距離超過(guò)1mm后，不同導(dǎo)線(xiàn)半徑的電抗器電場(chǎng)強(qiáng)度幾
乎一致。
參考文獻(xiàn)
[1] Chao M, Zhao Y,Ma X Design method Based on Layer Current
Phase Equality in Single-Phase Dry-Type Air-Core Reactor[
J]. Transactions of China Electrotechnical Society,2017.
[2] Papp K, Christiner G,Popelka H,et al. High voltage series
reactors for load flow control [J]. Elektrotechnik Und Informationstechnik,
004,121 (12) : 455-460.
[3] Hoyer N. Calculation of dryout and post-dryout heat transfer
for tube geometry [J], International Journal of Multiphase
Flow,998,4(2)： 319-334.
[4] Wong S M. Reliability analysis for the emergency power system
of a pressurized water reactor facility during a loss of offsitepowertransient[
J].1984.
[5] WeiX，ChengS，WuJ，etal.Researchonturn-to-turninsulation
test method of dry-type air-core reactor [C]// International
Conference on Properties &amp;amp; Applications of Dielectric
Maerials.2002.
[6] Migra R P. Conceptual definition of a technology development
mission for advanced solar dynamic power systems]J]. Final
Report Sverdrup Technology Inc Cleveland Oh, 1986.
[7] Luo X L, Zhang L,Wang Y H,et al. Analysis of the Effectiveness
of Turn-to-turn Insulation Test Methodsfor DrytypeAir-
coreReactors[J] Journal of Harbin Universityof
Science &amp;amp; Technology，2014．
[8] 敖明.戶(hù)外干式空芯電抗器絕緣結(jié)構(gòu)電場(chǎng)數(shù)值計(jì)算與分析
[J].中國(guó)電力,998(7)：45-47.
[9] 倪學(xué)鋒，林浩，吳義華.干式并聯(lián)電抗器表面放電的原因及解
決措施[J].高電壓技術(shù),999,5(3):5759.
表1試驗(yàn)所需設(shè)備與材料
Tab. 1 Equipment andmaterials for test
序號(hào)名稱(chēng)數(shù)量備注
1 電流發(fā)生器1臺(tái)便攜式
2 注入式電流鉗若干大小合適
3 伸縮式絕緣扌千4套單套長(zhǎng)度可達(dá)8m
4 試驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)4組長(zhǎng)度根據(jù)被測(cè)試設(shè)備決定
5 接地線(xiàn)50根18m
4結(jié)語(yǔ)
便攜式智能光CT注流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了檢修人員與通流
CT的“零接觸”；實(shí)現(xiàn)了檢修儀器現(xiàn)場(chǎng)注流的“零供電”；
實(shí)現(xiàn)了檢修現(xiàn)場(chǎng)安全工器具的“零擺放”；實(shí)現(xiàn)了校驗(yàn)人員
現(xiàn)場(chǎng)的“零干預(yù)”。 全國(guó)有近40 座換流站約2000 臺(tái)濾波器
場(chǎng)光CT,該系統(tǒng)能顯著提高電網(wǎng)檢修的經(jīng)濟(jì)性，具有很
大的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。

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