高频脉冲振荡法在电抗器匝间绝缘检测中的应用

发表时间：2016-12-26T14:24:55.133Z 来源：《电力设备》2016年第21期 作者： 李树东

[导读] 本文之中，主要是针对了高频脉冲振荡法在电抗器匝间绝缘检测应用做出了全面的分析研究。

（云南电网有限责任公司保山供电局 云南保山 678000）

摘要：在本文之中，主要是针对了高频脉冲振荡法在电抗器匝间绝缘检测应用做出了全面的分析研究，并且在这个基础之上提出了下文之中的一些内容，希望能够给与同行业工作的人员提供一定价值的参考。关键词：高脉冲震荡；电抗器；匝间；绝缘检测；应用；分析

针对于干式空心的电抗器来说，具有着结构较为简单以及线性度比较好和容易维护方面等方面的优点，在变电站内部已经是受到了广泛的应用。然而由于电抗器的使用情况以及生产工艺等方面的原因，使电抗器经常会存在着匝间绝缘方面的问题从出现。首先是由于电抗器存在着匝间的绝缘或者是短路，从而便会直接的导致电抗器自身的电感量存在着一定程度的变化，其次便是因为具有着短路等问题，导致其内部存在着较大的环流，引起了电抗器自身磁场强度出现了一定程度的降低。 1.现状的分析

由于电抗器自身的工作环境主要是出于户外，然而在户外进行运行的过程中，大气之中的粉尘等会在电抗器表面进行汇聚，同时表面出现了不同程度的污染物，直接的导致了表面泄露的电流出现增大。并且因为表面喷涂了一定程度的绝缘性的材料，会存在着脱皮等问题出现，在加上环境较为潮湿使电抗器表面过于潮湿，导致表面的电场集中区域的水分出现了较大的蒸发，导致表面出现龟裂等问题。但是，电流在该处位置将会形成一个局部的电弧，随着时间不断的推移，电弧也将会不断的加大，并且在电抗器的表面位置形成一个树状的爬电电弧，与此同时电抗器自身在进行运行的时候也会有着较大的拉应力，虽然是经过了高温固化成为一个整体，也具有着较强的拉引力，然而在每一层包封多层铝线的时候，由于环氧胶无法渗透或者是绕线存在着不密实使其出现了震动情况，导致某一根的铝线焊点出现脱开以及电抗器的直流中的电阻出现了增大。目前对于干式空心电抗器的运行可以分析而言，线圈的匝数绝缘出现了降低，将会导致电抗器出现较高的损害概率，在严重的情况下也会导致电抗器出现烧毁等问题。所以，生产厂家必须要对其质量进行提高，同时也需要改进包封封装的工艺和绝缘结构的提高，从而摸索出更加有效的电抗器检测试压方式以及满足匝间绝缘的缺陷需要等。 2.高频脉冲法的应用理论研究分析 2.1高频脉冲法的原理分析

对于一些大容量的干式空心电抗器而言，在进行匝间绝缘试验中是通过对其施加一定程度的高频电压，并且是根据电抗器的电感量来判断其是否存在着缺陷。在工作的过程中其原理如下图1所示。

在上图当中，T主要是为高压实验的变压器；SS则是为高压整流硅堆；RO是保护的电阻；Rh则是为电阻分压器的高臂电阻；R1主要表示的是电阻分压器的低臂电压；G表示的为电球隙；C则是表示为储能的电容器；Ch代表的为分压器高臂电容；C1表示的便是为电容分压器的低臂电容；L代表的为电抗器的试品。

在进行试验的时候，首先是需要对电抗器施加幅度为四十千伏的电压，并且试压之后需要对存储示波器上面的波形进行观察。然而便是需要调整调压器的输入电压，施加一分钟左右较高的幅值电压，做好示波器的波形观察记录。通过对波形的震荡周期进行对比，如果在全电压的情况下存在着匝间短路等问题，那么两个波形的震荡周期以及频率便会出现不同，并且在相同的一个周期内相位差并不是很大，但是在进行震荡几个周期后，那么两个波形的相位差将会出现较为明显的差异。由于加压的时间较长，所注入电抗器之中的能量也是要比常规雷电冲击试压大很多。

2.2高频脉冲的测试技术分析

在L以及C阻尼进行震荡的过程中，要是电抗器存在着匝间绝缘等问题出现，那么因为电抗器线圈匝数随之出现相应的变化，直接的回导致整个电抗器的电感量出现相应的变化，同时也会反映出整个震荡电路的震荡频率也会直接的出现变化。但是对于电抗器短路匝内之中的环流也会导致电抗器自身的损耗出现增加，导致振荡器中的电压和电流衰减的速度增加。因此，进行了对比分析之后可以得出，电抗器在额定的电压下两端电压波变化能够更加直接的判断出电抗器线圈是否存在着匝间绝缘问题。 3.应用的实验分析

3.1高频脉冲的测试方式分析

对于单个的电抗器而言，电抗器的两端分别的对其施加标定电压以及试验电压，从而对其进行试验，一般情况下，标定的电压主要是为不超过试验电压的百分之三十五，在进行了标定电压以及试验电压之后来测得电压的波形，与此同时也需要观察零点所处在的变化，也需要对衰减速度的快与慢做出观察，从而判断电压波形是否良好。但是针对于相同的电抗器来说，是可以通过对电压波形进行观察来判断绝缘性能是否良好。除此之外，如果电抗器自身的匝间具有着绝缘的问题，因此在进行加压实验中会出现烟雾等问题，对于这些所出现的问题来说，都可以作为判断电抗器健康的一个标准。 3.2试验的数据分析

针对于被试电抗器的额类型来说，主要是有电压等级（35kV）、标称电感量（5.77mH）以及实验法方式为震荡波匝数间的过电压试压。然而相关的实验数据主要是为A相：标定的电压（35.6kV）、高压电压（128kV）、标定频率（35.93kHz）、高压的频率（35.96kHz）、标定的电感量（5.95mH）以及高压的电感量（5.94mH）。其波形图如下图2所示。

得出结论为正常。

通过进行了纵向对比之后，单个的电抗器绝缘主要是出于一个正常的状态，但是，横向比较来说，电感量的误差是需要小于百分之三，震荡筛减的频率主要是为小于百分之二，电抗器的匝间绝缘是处于正常的状态。

总结：在对上述的内容分析研究后发现，目前如果只是依靠测量电抗器的直流电阻和耐高压试压等方式是很难直接的反映出电抗器的制造工艺所具有着的不均衡问题。然而可以通过高频脉冲震荡的方法来对电抗器匝间的绝缘来检查其电抗器自身的健康情况，在经过了对比之后可以发现，电抗器的电压波形出现衰减速度以及过零点的位置能够较为准确的判断出其电抗器是否存在着匝间方面的绝缘缺陷，也直接的证明了高脉冲震荡的方式能够检验大量并联电抗器匝间所存在着的绝缘缺陷，也能够将其作为判断电抗器绝缘性能的一个指标。参考文献：

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[2]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，2014，12（24）152-155

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李树东（1970年12月），男，保山，大学本科，初级工程师，电网管理。