摘要：在工频电压等级高、电网容量大的输电系统中安装电抗器可减少谐波电流、增加功率因数及减小短路电流，因此电抗器可实现无功补偿、稳压及限流，还能降低线损及提高传输功率。在电抗器的运行时间不断增长时，可能会出现表面放电等故障，故障较为严重时还会直接烧毁电抗器，威胁到整个输电系统的稳定运行与安全运行，应通过加强日常维修工作及时排除故障。绝缘检测是电抗器日常维护的重要内容，可在绝缘检测中及时发现匝间绝缘破坏问题。本文分析了干式空心电抗器的匝间绝缘检测原理与试验方法，以供参考。酒店点菜系统关键词：绝缘；匝间；电抗器；干式；试验 电抗器是保障电力系统正常供电及电力客户安全用电的重要设施，干式空心电抗器是常见的电抗器类型，由汇流排、绝缘线圈构成，属于层式结构形式，每一层均有若干个匝线圈，不同层之间的气道可确保各层形成包封[1]。此类电抗器的绝缘性能，尤其是匝间绝缘容易受到强磁场、大电流、高电压等极端环境的影响，绝缘性能也会因此逐渐变差，在绝缘性能不良、绝缘强度减弱或绝缘电阻遭到破坏时，可造成电抗器出现放电及短路等故障，严重时可造成电力传输中断。对此，应加强日常巡视及匝间绝缘检测、试验工作，及时处理绝缘
缺陷。
1.检测原理
根据IEEE C57.21标准及IEEE C57.16标准，在检测电抗器的匝间绝缘性能时应对电容器进行重复充电，同时向线圈放电，放电通道为球隙，放电要求如下：以半波整流3000次/min及全波整流6000次/min确定充电频率、放电频率；阻尼振动周期约为100kHz；如电抗器的额定电压为35kV，则户外放电检测初始电压的峰值为179kV，户内为134kV；如额定电压为10kV，则户外放电检测初始电压的峰值为79kV，户内为60kV；如额定电压为6kV，则户外放电检测初始电压的峰值为60kV，户内为45kV。如存在绝缘缺陷，则在充放电时高频电压可造成匝间绝缘的电感值发生较大变化，因此通过检测电感值变化情况便可以了解匝间绝缘性能。目前常用的匝间绝缘性能检测方法包括雷电冲击检测法与过电压检测法，如电抗器的Um≤40.5kV，宜选用过电压法检测绝缘性能，以确保在绝缘检测过程中能够产生更陡的放电波头[2]。由于电抗器的电抗量通常≤20mH，在进行雷电冲击检测时可将电阻接入电抗器的尾端，或适当缩短波头时间及增加充电电容，以确保在检测时可以有效调节波尾时间，从而使波形达到检测要求。雷电冲击法与过电压法的检测原理分别见图1、图2。
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在图1及图2中，Cx----去示波器，C1----充电电容（主电容），Lx----被检测电抗器，Rx----回路电阻（等值电阻），g----球间隙，Rf-----波头电阻，Rt----波尾电阻，Rd----限流电阻
2.试验slic
2.1试验方法
应将稳压电源作为试验电源，试验前需切断高压端，确保电抗器与高压导线之间的距离达到安全保护标准，同时利用接地线保证电抗器安全接地，注意拆除过压保护器及避雷器等，并检查试验接线是否正确。在试验过程中应保证环境湿度＜85%，将温度控制在-10℃~40℃之间，按照标准的试验操作步骤进行充放电，发现异常时，立即停止充放电。试验结束后应及时切断电源。如采用雷电冲击法检测匝间绝缘性能，在试验过程中应注意控制好冲击器与电抗器之间的阻抗效应，同时避免电抗器的接地线对冲击电场分布形式产生破坏作用，尽量在电抗器附近设置接地点[3]。试验电路的元件参数、截断电路布置形式是决定截波试验反极性过零系数及截断时间的主要因素，如过零系数超过0.3，应将阻尼电阻接入截断电路中，以降低过零系数，在试验过程中还应尽量使雷电冲击装置靠近电
抗器，以减小电抗器与端子之间的阻抗，并增加试验电压、电流的骤降陡度及缩短截断时间，获得更精确的匝间绝缘试验结果。雷电冲击检测法的一般性试验步骤如下：负极性全波冲击（降低电压，1次）→负极性全波冲击（全电压，1次）→负极性截波冲击（降低电压，1次）→负极性截波冲击（全电压，2次）→负极性全波冲击（全电压，2次）→负极性全波冲击（降低电压，1次）。如采用过电压法检测匝间绝缘性能，试验时先施加设计的标定电压，标定电压应低于试验电压值的35%，随后可在等值电路中施加试验电压，并记录1min内的波形变化[4]。可通过对比试验电压与标定电压下的波形变化判断是否存在绝缘缺陷。
2.2现场应用
2.2.1故障情况惯性矩
某330kV变电站中的35kv干式空心电抗器突发烧损故障，故障发生后立即断电灭火，灭火后检查了配电网络的A相、B相及C相运行情况，发现A相及B相无异常，C相存在燃烧痕迹。电抗器的额定容量为15Mvar，感抗值为24.5Ω，出厂序号为142875A，额定电流为745.275A，额定频率为50Hz，额定电压为35kV。电抗器的布置方式为品字型，包封层数为10层，外径为2500mm，内径为1820mm，DBS高度为2530mm，绕组高度为2840mm。
2.2.2试验分析
检测匝间绝缘性能时采用了过电压测试法，在试验中向电抗器施加了两种不同的电压，并比较两种电压波形，观察记录试验过程中是否出现爬电、烟雾及异响等现象，以判断匝间绝缘性能。试验数据如下：（1）A相：标定电压为52.49kV，高压电压为97.15kv；标定频率为23.47kHz，高压频率为23.56kHz；标定电感为13.71mH，高压电感为13.69mH。（2）B相：标定电压为54.72kV，高压电压为95.98kv；标定频率为20.15kHz，高压频率为20.13kHz；标定电感为18.62mH，高压电感为18.77mH。（3）C相：标定电压为52.46kV，高压电压为90.13kv；标定频率为16.93kHz，高压频率为16.89kHz；标定电感为26.29mH，高压电感为26.21mH。A相、B相及C相的波形图分别见图3、图4、图5。
图5表示存在绝缘缺陷，图3及图4表示绝缘正常，可知C相电抗器出现绝缘故障，A相与B相匝间绝缘无异常。在图5中，电压衰减速度较快，表示存在短路匝：短路匝中的环流
可增加电抗器的运行损耗，并导致电流、电压快速衰减；电路中的短路匝可对各层线圈的磁场产生破坏作用，造成匝间磁势失衡，在磁势失衡的情况下，各层线圈将会重新调整电流、电压分配关系，造成电抗器内部形成新的环流，该环流可贯穿电抗器线圈，并明显增加电抗器运行损耗，运行损耗过大时，电压也会在短时间内快速衰减。此外，由于C相电抗器出现了绝缘缺陷，过电压可造成匝间出现暂时性放电击穿及火花放电故障，再加上高工频电压能起到增强电弧的作用，因此匝间绝缘出现放电击穿现象后无法及时灭弧。在无法灭弧的情况下，匝间绝缘内的短路匝数量可持续增加，导致绝缘失效，电抗器出现连续短路问题，连续短路又会进一步增强电弧，在电弧增强到一定程度时，可造成短路点的温度在短时间内迅速上升，由此导致匝间绝缘出现碳化、燃烧现象。明确故障相后更换了电抗器，重新试验后波形恢复正常。
3.结语
综上，干式空心电抗器的工频电压耐受能力较强，能够有效限制过电压、谐振、短时电流及潜供电流。电抗器的可靠性能与安全性能可受到匝间绝缘材料、运行环境等因素的影响。电抗器周围的电场较强，过强的电场可使空气间隙放电，局部放电会造成匝间绝缘劣化，严重时可导致绝缘击穿，造成电抗器的可靠性受到影响。为了确保电抗器的可靠性
满足电力系统运行要求，不但要采用制造质量达到强制性标准的产品，做好安装调试工作，还应定期检测匝间绝缘性能。在检测匝间绝缘性能时要设计科学的试验方案，及时发现与处理运行故障。
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