摘要：文章以忻州供電分公司變電站工程為例，詳細(xì)分析了干式空心電抗器接地體發(fā)熱的原因與解決方法。

關(guān)鍵詞：干式空心電抗器；接地體；發(fā)熱

中圖分類號(hào)：TM412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-8136(2009)23-0023-02

忻州供電分公司500 kV忻州變電站35 kV工程于2006年7月投運(yùn)，投運(yùn)3組并聯(lián)電抗器均采用干式空心電抗器。投運(yùn)后發(fā)現(xiàn)，電抗器支持絕緣子的接地引下線發(fā)熱，經(jīng)測(cè)定達(dá)到120℃以上，這不僅造成能量損失、接地體銹蝕。同時(shí)還危及設(shè)備的安全運(yùn)行。

1 發(fā)熱問題

干式空心電抗器(以下簡(jiǎn)稱電抗器)因具有起始電壓分布均勻、線性度良好、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，而在國內(nèi)外許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但由于電抗器特殊的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了電抗器運(yùn)行時(shí)將在其周圍產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的磁場(chǎng)，因此處于一定區(qū)域范圍內(nèi)的閉合環(huán)路將產(chǎn)生一定數(shù)值的環(huán)流，處于變化磁場(chǎng)內(nèi)的導(dǎo)體也會(huì)產(chǎn)生渦流。環(huán)流和渦流的存在，將使損耗增加，同時(shí)也改變了電抗器磁場(chǎng)的分布，并對(duì)電抗器的參數(shù)造成一定程度的影響。

35 kV并聯(lián)電抗器投運(yùn)以來，巡視測(cè)溫發(fā)現(xiàn)電抗器與主地網(wǎng)連接的垂直接地體異常發(fā)熱，紅外線熱成像見圖1。

2 發(fā)熱問題分析

處于電抗器磁場(chǎng)一定區(qū)域內(nèi)的閉合導(dǎo)體(如圍欄、環(huán)行地線)一般會(huì)產(chǎn)生環(huán)流并發(fā)熱。但參照本站的設(shè)計(jì)圖紙及施工資料可知，500 kV忻州變電站35 kV并聯(lián)電抗器三相成品字形分別安裝，每相由8根支柱支撐，支柱材料為玻璃鋼，支柱分別通過絕緣子連接支撐電抗器本體，絕緣子下端通過鍍鋅扁鋼連接后分別且呈發(fā)散式與主地網(wǎng)連接，見圖2，結(jié)合紅外線熱成像圖中接地體不均勻發(fā)熱現(xiàn)象，可以排除發(fā)熱為環(huán)流因素所致。

導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，或者導(dǎo)體靜止但有著隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)，或者兩種情況同時(shí)出現(xiàn)，都可以造成磁力線與導(dǎo)體的相對(duì)切割。按照電磁感應(yīng)定律，在導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而驅(qū)動(dòng)電流。這樣引起的電流在導(dǎo)體中的分布隨著導(dǎo)體的表面形狀和磁通的分布而不同，在其截面上形成渦流。

從電抗器的磁場(chǎng)分布圖見圖3中可以看出，在電抗器下方從上到下交變磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁力線由密到疏，位于其間的垂直接地體從上到下產(chǎn)生的渦流也由大到小，從而在紅外線熱成像圖中可以明顯的看出垂直接地體上部明顯發(fā)熱比下部嚴(yán)重。因此可以初步推斷出接地體發(fā)熱為渦流因素所致。

為了驗(yàn)證發(fā)熱原因?yàn)闇u流而非環(huán)流所致，在電抗器下方與垂直接地體相應(yīng)的位置，使用絕緣繩懸掛一根相同材質(zhì)、相同規(guī)格的鍍鋅扁鋼，在磁場(chǎng)中放置一段時(shí)間后，發(fā)熱情況與連接主地網(wǎng)的鍍鋅扁鋼基本相同見圖4。由此可以進(jìn)一步推斷出，渦流是造成接地體發(fā)熱的真正原因。

3 問題解決方法

根據(jù)對(duì)發(fā)熱問題分析所得出的結(jié)論，處于交變磁場(chǎng)中的接地體為了避免渦流所導(dǎo)致的發(fā)熱現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)使用導(dǎo)電的非鐵磁性材料(如銅、鋁材料等)。

4 結(jié)束語

由于干式電抗器周圍交變磁場(chǎng)的影響，使得位于電抗器磁場(chǎng)中的導(dǎo)體中形成渦流，在鍍鋅扁鋼材料的垂直接地體中易造成發(fā)熱，在干式電抗器的設(shè)計(jì)和安裝過程中除了要考慮環(huán)流還應(yīng)當(dāng)考慮渦流的因素，應(yīng)當(dāng)注意材料的選用并采取一定的措施，避免此類問題的發(fā)生。