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摘 要：干式空芯电抗器以干式无油、免维护正大量应用于电力系统。然而干式空芯电抗器在运行过程中由于温度异常，导致烧损事故时有发生，给运行维护留下较大的隐患。文章全面介绍了威俊变电站66kV 2号主变1号并联电抗器出现的一起烧损故障，并对故障原因进行了调查分析，提出了事故整改措施，希望能对提高干式并联电抗器的安全运行有所帮助。
拆解目的：协助山东泰开电力电子有限公司对设备故障进行技术分析，保证制造质量，严格把好质量关，消灭常见性、多发性、重复性质量问题，确保类似故障不再发生。
1、障情况
2013年5月21日14时01分，威俊500kV变电站2#主变1号干式空心并联电抗器电流II段保护动作，断路器跳闸，现场检查发现1号电抗器B相（编号111002）本体与三个支撑绝缘子的连接处有熏黑痕迹，对应本体顶部防雨罩有熏黑痕迹。
1.1故障前系统运行情况
该干式空心并联电抗器运行于威俊500kV变电站66kV母线侧，该组66kV并联电抗器容量为60Mvar，故障时天气晴，环境最高温度为28℃。故障前无操作，故障时电流II段动作，动作值0.777A（一次侧1165.5A，2.22倍），定值为0.55A（一次侧825A，1.57倍），变比1500：1，跳闸前三相电抗器无功输出54.17Mvar，电流491.15A。
1.2. 现场检查情况和初步分析
该故障电抗器单相额定容量为20000kvar，型号为BKGKL-20000/66，共计10个包封，每个包封包含3-5层绕组，各层绕组采用两股铝线分级并绕，2012年6月出厂，2013年1月11日投运。
现场查看表明：1）电抗器三个支撑绝缘子和电抗器包封下端存在熏黑痕迹，从电抗器气道表面状态表明，最外气道受烟气熏烤较为严重，发黑面积较大，其余包封仅是端部受烟气熏烤，据此推测故障点位于第9包封和第10包封之间；2）电抗器故障原因为匝间短路问题。
2、返厂拆解检查
通过故障电抗器的拆解，检查发现电抗器第10包封内表面绝缘发生击穿，故障点距离电抗器上端为2750mm。击穿后在电弧的作用下包封内部小范围内着火，产生大量烟尘上移，在防雨罩的遮盖作用下落到气道两边的其他位置。
通过对其余包封的拆解发现，第9包封外表面受第10包封绝缘击穿着火的影响存在局部污秽较为严重，但擦拭后绝缘状态良好，其余包封表面均无异常。
剥离开绝缘层，发现各故障点对应的导线熔断7根，全部为第10包封的第1、2层导线。
3、试验及拆解情况
3.1. 试验情况
如表1所示，对故障电抗器的出厂试验值、验收试验测量值和故障后的测量值进行对比，验收试验未发现异常。
故障后电抗器的直流电阻与出厂值比较增加了约7.5%，电抗值减小至28.52%。
根据拆解分析，在第十包封第一、二层线均存在导线断路和短路情况，考虑第一层线完全熔断、第二层线发生部分匝间短路的情况，剩余线圈的理论直流电阻为237 mΩ（75℃），与实测直流电阻非常接近。
经仿真计算，当B相感抗值变为21.13Ω后，理论上可产生990A的过电流，与动作电流1165A接近但是存在一定的差异，这可能是由于采用电容测试仪低压下测量的感抗与实际运行时存在一定的差异所致。
3.2. 电抗器解体过程及试验
4、故障原因分析与结论
根据故障现象、返厂解体检查以及各项试验、仿真计算等，分析该台电抗器故障原因如下：
根据故障现象推测故障过程应为：（1）故障点附近焊点存在毛刺、夹渣等缺陷，产生局部放电或者局部温升过高，故障点附近绝缘老化加剧，进而造成匝间短路或者匝间电弧放电，故障点温升急剧升高；（2）匝间电弧放电进一步发展，形成如上文图中所示的多匝导线熔断的情况；（3）当故障扩展至一定程度时，保护动作。
通过排查生产过程流程卡，发现编号111002的电抗器第10包封第2层线存在焊线一次。从此次故障情况来看，故障点位置与焊线位置相近，在焊接时可能存在毛刺、夹渣等缺陷，且故障电抗器是在运行5个月的时间发生故障的，与焊接毛刺导致局部放电或者焊接缺陷导致局部发热，造成绝缘逐渐老化、缺陷逐步扩展的趋势较为一致，致使电抗器故障扩展、损坏。
5、采取的措施
从某变电站35kV干式空芯电抗器事故原因分析来看，结合目前其它变电站干抗运的情况，可得出以下结论：
1）为加强电磁线的防护，对电磁线运输、周转、搬运、使用过程进行控制，避免电磁线碰伤，保证电磁线完好。
2）严格执行电磁线订货及生产工艺要求，严禁有导线对焊点存在，若出现导致电磁线对焊时，一律不予使用，重新购置。
3）在生产过程中，指定技能较高的操作工进行绕制，进一步严谨线圈绕制中的程序，提高制造工艺，有效控制电抗器各封包电流密度不一致的问题。同时安排专职检查人员进行全程检查及控制。
4）对电抗器出厂时，严格进行例行试验项目和温升等型式试验项目。
5）进一步加强干式空芯电抗器的运行维护工作，定期查看电抗器外表面放电情况，定期用红外测温仪检查电抗器绕组引出线、电抗器绕组局部是否存在过热现象。
拆解目的：协助山东泰开电力电子有限公司对设备故障进行技术分析，保证制造质量，严格把好质量关，消灭常见性、多发性、重复性质量问题，确保类似故障不再发生。
1、障情况
2013年5月21日14时01分，威俊500kV变电站2#主变1号干式空心并联电抗器电流II段保护动作，断路器跳闸，现场检查发现1号电抗器B相（编号111002）本体与三个支撑绝缘子的连接处有熏黑痕迹，对应本体顶部防雨罩有熏黑痕迹。
1.1故障前系统运行情况
该干式空心并联电抗器运行于威俊500kV变电站66kV母线侧，该组66kV并联电抗器容量为60Mvar，故障时天气晴，环境最高温度为28℃。故障前无操作，故障时电流II段动作，动作值0.777A（一次侧1165.5A，2.22倍），定值为0.55A（一次侧825A，1.57倍），变比1500：1，跳闸前三相电抗器无功输出54.17Mvar，电流491.15A。
1.2. 现场检查情况和初步分析
该故障电抗器单相额定容量为20000kvar，型号为BKGKL-20000/66，共计10个包封，每个包封包含3-5层绕组，各层绕组采用两股铝线分级并绕，2012年6月出厂，2013年1月11日投运。
现场查看表明：1）电抗器三个支撑绝缘子和电抗器包封下端存在熏黑痕迹，从电抗器气道表面状态表明，最外气道受烟气熏烤较为严重，发黑面积较大，其余包封仅是端部受烟气熏烤，据此推测故障点位于第9包封和第10包封之间；2）电抗器故障原因为匝间短路问题。
2、返厂拆解检查
通过故障电抗器的拆解，检查发现电抗器第10包封内表面绝缘发生击穿，故障点距离电抗器上端为2750mm。击穿后在电弧的作用下包封内部小范围内着火，产生大量烟尘上移，在防雨罩的遮盖作用下落到气道两边的其他位置。
通过对其余包封的拆解发现，第9包封外表面受第10包封绝缘击穿着火的影响存在局部污秽较为严重，但擦拭后绝缘状态良好，其余包封表面均无异常。
剥离开绝缘层，发现各故障点对应的导线熔断7根，全部为第10包封的第1、2层导线。
3、试验及拆解情况
3.1. 试验情况
如表1所示，对故障电抗器的出厂试验值、验收试验测量值和故障后的测量值进行对比，验收试验未发现异常。
故障后电抗器的直流电阻与出厂值比较增加了约7.5%，电抗值减小至28.52%。
根据拆解分析，在第十包封第一、二层线均存在导线断路和短路情况，考虑第一层线完全熔断、第二层线发生部分匝间短路的情况，剩余线圈的理论直流电阻为237 mΩ（75℃），与实测直流电阻非常接近。
经仿真计算，当B相感抗值变为21.13Ω后，理论上可产生990A的过电流，与动作电流1165A接近但是存在一定的差异，这可能是由于采用电容测试仪低压下测量的感抗与实际运行时存在一定的差异所致。
3.2. 电抗器解体过程及试验
4、故障原因分析与结论
根据故障现象、返厂解体检查以及各项试验、仿真计算等，分析该台电抗器故障原因如下：
根据故障现象推测故障过程应为：（1）故障点附近焊点存在毛刺、夹渣等缺陷，产生局部放电或者局部温升过高，故障点附近绝缘老化加剧，进而造成匝间短路或者匝间电弧放电，故障点温升急剧升高；（2）匝间电弧放电进一步发展，形成如上文图中所示的多匝导线熔断的情况；（3）当故障扩展至一定程度时，保护动作。
通过排查生产过程流程卡，发现编号111002的电抗器第10包封第2层线存在焊线一次。从此次故障情况来看，故障点位置与焊线位置相近，在焊接时可能存在毛刺、夹渣等缺陷，且故障电抗器是在运行5个月的时间发生故障的，与焊接毛刺导致局部放电或者焊接缺陷导致局部发热，造成绝缘逐渐老化、缺陷逐步扩展的趋势较为一致，致使电抗器故障扩展、损坏。
5、采取的措施
从某变电站35kV干式空芯电抗器事故原因分析来看，结合目前其它变电站干抗运的情况，可得出以下结论：
1）为加强电磁线的防护，对电磁线运输、周转、搬运、使用过程进行控制，避免电磁线碰伤，保证电磁线完好。
2）严格执行电磁线订货及生产工艺要求，严禁有导线对焊点存在，若出现导致电磁线对焊时，一律不予使用，重新购置。
3）在生产过程中，指定技能较高的操作工进行绕制，进一步严谨线圈绕制中的程序，提高制造工艺，有效控制电抗器各封包电流密度不一致的问题。同时安排专职检查人员进行全程检查及控制。
4）对电抗器出厂时，严格进行例行试验项目和温升等型式试验项目。
5）进一步加强干式空芯电抗器的运行维护工作，定期查看电抗器外表面放电情况，定期用红外测温仪检查电抗器绕组引出线、电抗器绕组局部是否存在过热现象。