3.2.1电抗器运行时的温升限值
在一定温度下,绝缘材料不产生热损坏的时间称为绝缘材料的使用寿命。大型电抗器的电流在3500A以上。这样大的电流流过电抗器,即使电抗器的电阻很小(mΩ级),功率也在千瓦以上。电器产品的损耗越大,运行中产生的热量就越大,在一定的条件下,电抗器的温升也就越高,而温升增高会加速绝缘材料的老化,使其失去绝缘性能,从而也会缩短电抗器的使用寿命。这说明电抗器温升的高低是保证其质量和使用寿命的重要指标,因此GBl0229-1988和IEC标准中均对电抗器正常使用条件下的温升做了专门的规定。
国标之所以对电抗器的温升做严格的限制,是因为温升直接影响着电抗器所用绝缘材料的使用寿命。根据Montsinger的寿命定律,绝缘材料的热老化与温度有如下关系:t=Aexp(aθ)。式中:t为绝缘材料的使用寿命;A为常数,B级材料约为6.5x105;a为常数,约为0.088;9为绝缘材料的温度。
由上式看出,对于B级绝缘材料,每当温度增加10℃,绝缘材料的使用寿命减少一半,这就是绝缘材料的10℃定则。A级绝缘材料为8℃,称为8℃定则。温升是保证电抗器质量和运行寿命的重要指标,电流越大就越难满足要求。
形成温升的主要原因有:温升的设计裕度取得很小,使设计值与国标规定的温升限值很接近;还有制造的原因,如绕制绕组时,线轴的配重不够、绕制速度过快和停机均可造成绕组松紧度不好和绕组电阻的变化。另外,接线端子与绕组焊接处的焊接电阻是由于焊接质量的问题产生的附加电阻,该焊接电阻产生附加损耗使接线端子处温升过高。另外,在焊接时由于接头设计不当、焊缝深宽比太大,焊道太小,热脆性等原因产生的焊缝金属裂纹都将降低焊接质量,增大焊接电阻。
3.2.2处理措施
处理措施:①选择合理的耐热等级绝缘材料、设计运行温度更合理的干式电抗器,从根本上解决电抗器户外运行安全性较低的问题,以增加其使用寿命。②开展有效的防紫外线老化包封的防护漆的选型和研制,从根本上杜绝树枝状放电的出现。③改善电抗器上部引线与线圈的密封,2)。④戴帽防止日晒或雨淋,或是搭大棚,以改善通风条件,改善电抗器运行的环境温度。⑤改善工艺条件,提高工艺水平,改善工艺环境,减少人为因素的影响。
干式空心并联电抗器组特点之一是由多个并联的包封组成,但由于设计和制造工艺上的问题,会造成各包封电流密度不一致,导致运行中部分包封温度高。现在某些厂家为了提高经济效益,过分地提高电流密度,造成热点温升过大是电抗器故障的根本原因。因此,适当降低电流密度,提高绝缘耐热等级是改善电抗器运行特性的根本措施。
3.3漏磁
3.3.1漏磁产生的原因及危害
在电抗器轴向位置有接地网,径向位置有设备,遮栏、构架等,都可能因金属体构成闭环造成较严重的漏磁问题,对周围环境造成严重的影响。若在磁场范围只有较大铁磁物质,无闭环回路问题不大,若有闭环回路,如地网、构架、金属遮栏等,其漏磁将感应环流达数百安培。这不仅增大损耗,更因其建立的反向磁场同电抗器的部分绕组耦合而产生严重问题,如是径向位置有闭环,将使电抗器绕组过热或局部过热,如同变压器二次侧短路情况,如是轴向位置有在闭环,将使电抗器电流增大和电位分布改变,故漏磁问题并不能简单地认为只是发热或增加损耗。
3.3.2处理措施
只要消除闭合的金属环路,如远离金属构架不使用金属围栏等,一般就可解决。较困难的是避免接地网及水泥构件中的闭环回路,应在安装之前,核查安装点是否存在闭环的接地网或含金眉闭环的水泥构件,合理地布置电抗器的安装位置及接线端子位置。