引言

电抗干式空心电抗器是电抗器的一种，使用时噪声较小，但其使用占地面积较大[1-2]，涉及工作磁场范围较广，极易受电磁污染导致严重电磁干扰，不利于电力系统有效运行[3]。干式空心电抗器产生的磁污染可能会影响周围群众的健康[4]。为降低干式空心电抗器的运行负荷，减轻带来的磁污染，需有效地进行匝间过电压试验。

在干式空心电抗器运行过程中，随着使用年限的增长及使用材料的缺陷，极易出现过电压故障。研究表明，近几年我国大中小型变电站的干式空心电抗器过电压事故频发，给变电站造成了巨大的经济损失[5]。部分干式空心电抗器在制造过程中存在微小的缺陷，若未及时察觉[6]，很容易在频繁投切的过程中形成匝间故障。相关研究人员针对干式空心电抗器匝间过电压故障特点设计几种常规的匝间过电压试验方法[7]，但上述试验使用VMD模态分解技术获取过电压特征，易受电抗器并联包封作用影响，导致试验过电压波形不拟合，不符合干式空心电抗器匝间过电压试验要求。本文根据干式空心电抗器的匝间缺陷特征，设计全新的干式空心电抗器匝间过电压试验方法。

一、干式空心电抗器匝间过电压试验方法设计

（一）构建干式空心电抗器过电压试验等效模型

构建与实验需求拟合的空心电抗器过电压试验等效模型是提高实验效果的基础，本文使用等效计算法分析了干式空心电抗器的结构，构建了有效的过电压试验等效模型[8]。本文使用基础频率采集集合表示存在气隙的干式空心电抗器，调整电抗器的等效集成参数，有效处理电抗器的涡流问题[9]。根据干式空心电抗器的匝间导体间距可以计算电容系数，构建有效干式空心电抗器过电压试验等效模型，如图1。

本文构建的等效模型忽略了磁导率、电导率对试验结果造成的影响。在干式空心电抗器稳定运行状态下，满足安培环路定律，此时根据电抗器内部的磁感强度可以调整试验频率，确保其满足干式空心电抗器试验要求，提高试验的可靠性。

（二）辨识干式空心电抗器匝间过电压试验参数

为解决常规匝间过电压试验受电抗器并联包封作用影响导致的试验过电压波形不拟合问题，本文辨识了干式空心电抗器过电压试验参数，提高参数与试验间的拟合性。干式空心电抗器属于感性元件，可能存在电流突变问题，影响最终的实验结果，本文分析过电压产生原理，确定试验等效电路间振荡关系，降低回路振荡误差。

截流过电压属于重要的试验参数，为试验创造了基础相位条件，因此，本文根据干式空心电抗器的电压峰值状态进行了参数辨识，此时生成的振荡回路辨识参数方程如公式（4）。

本文使用ATP-EMTP构建仿真参数辨识程序，结合上文构建等效模型进行综合辨识。干式空心电抗器可能会出现截流复燃问题，此时可以使用上述程序从三个角度调整试验参数：

其一是截流值，在试验过程中该值相对难以模拟，该值低于试验范围会立即出现试验截断现象，需要根据断路器的综合性能指标设置合理的开断电路参数，提高截流分散性，该截流值一般低于7A；其二是介质动态绝缘强度，当断路器切断电抗工频电流后，其产生的机械力会发生不同程度的变化，导致试验介质强度过高，严重增加了试验的不稳定性，需根据介质绝缘强度与试验触头分断关系进行拟合表示，拟合表示式如公式（6）。