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    電纜附件 熱縮套管-熱縮材料在變電站中的應用
    發布時間:2014/8/30 網友閱讀1524次
    輻射交聯熱縮材料(簡稱熱縮材料)是近年來新興的一種絕緣材料。介紹了熱縮材料的種類、技術性能及其在變電站中的應用情況,指出選用高質量的熱縮材料將大大提高變電站的絕緣防護水平。

    近年來,隨著工業的不斷發展,環境污染的日益嚴重,對變電站的絕緣防護要求不斷提高,特別是老變電站的絕緣防護日顯重要。實際上,變電站中污閃、凝露閃絡、覆冰跳閘、小動物短路、裸母排電人事故時有發生,因此,選擇使用高質量的絕緣材料對電力系統的安全運行具有重大意義。

    本文旨在介紹熱縮材料與變電站相關的技術參數以及它可為變電站解決的一些實際問題,闡述輻射交聯熱縮材料在變電站中的應用,為電力系統提供一種全新的絕緣防護手段和新型的絕緣材料。

    1.熱縮材料的種類

    用于變電站的熱縮材料有母排絕緣熱縮套管(MPG)、復合絕緣熱縮帶(FJRD)、絕緣防防罩、電纜終端頭以及爬距增長器等。

    MPG以優異的絕緣性能、良好的工藝特性用于變電站匯流母線的絕緣防護。

    FJRD即復合熱縮絕緣包覆帶,其結構由熱縮層和低熔點高聚物的粘接層組成,在加熱時,外層收縮、內層熔融,從而使被防護帶電體實現密封、絕緣一體化。它用于老變電站相間距不足、污閃及覆冰嚴重又不易實施絕緣處理的地方。絕緣防護盒用于連接處的絕緣防護,以及柜上隔離開關、油斷路器等特殊接點防護。

    電纜終端頭性能優越,安裝簡便快捷,不需要專用設備和技術,被廣泛應用在電力系統中,成為電力電纜附件的最新發展方向。

    爬距增長器用于解決由于污穢等級的提高造成的污穢閃絡問題。一般說來,只要在原支柱絕緣子或瓷瓶上熱縮相應尺寸的傘裙即可解決這些問題。

    2.技術性能

    (1)熱縮材料用于變電站匯流母線,不會影響母排的溫升

    西安高壓研究所對熱縮材料在開關柜中應用1000A的溫升實驗證明:在用熱縮材料(MPG和FJRD)包覆匯流母排后,在測溫點相同的條件下,基本不影響溫升。在這方面,ABB公司、美國GE公司、德國西門子公司、美國西屋電氣公司,都在其熱縮材料應用上為我們做出了最具說服力的實際應用技術例證。因此,熱縮材料對變電站母排的絕緣防護不會影響其溫升,不會降低母排的載流量。

    (2)熱縮材料的技術參數

    變電站用熱縮材料的擊穿強度、工頻耐壓、雷電沖擊和動熱穩定參數,如表1。

    表1   變電站用熱縮材料的技術參數

    材料

    擊穿強度

    (kv/mm)

    工頻耐壓

    (kv)

    標準雷電沖擊

    (kv)

    動熱穩定電流

    (kA)

    FJRD

    38

    42/1min

    75

    動穩電流31.5

    MPG

    27-38

    42/1min

    75

    熱穩電流80.0

    注:這些數據均取自西安高壓電器研究所測試報告(93)-200、(94)-188

    (3)熱縮材料的阻燃性能

    在電力系統中,戶內所選項用的絕緣材料均要求阻燃。用于變電站絕緣防護的熱縮材料以橡塑共混高聚物為主體,添加性能優異的阻燃劑、經實驗測定其氧指數為32,具有很好的離火自熄性?蓾M足電力系統的阻燃要求。

    (4)熱縮材料的耐老化性能

    電力系統的供用電設備需具有長期運行的可靠性,因此,輻射交聯熱縮材料以其超越其它材料的卓越性能為國外電力系統廣泛應用。我們知道,從熱縮原理、熱收縮的性質及微觀本質上來看,源于內部網絡的交聯結構,正是由于這種原因,熱縮材料的抗老化性能優于其它絕緣材料。上海電纜所對長春熱縮材料股份有限公司產品所做的加速老化實驗表明,該材料熱老化壽命可達20年,該公司1984年在電力系統使用的熱縮端頭已安全運行13年,在人造衛星上應用的聚烯烴熱縮材料至今已正常運行21年。

    (5)變電站專用熱縮材料的耐溫性能

    熱縮材料因其具有特殊的微觀本質,經158±2℃、168h熱老化實驗后,性能無大變化(對變電站專用系列熱縮材料而言)。一般說來,變電站母排的極限工作溫度為70℃。因此,變電站專用熱縮材料可以滿足變電站運行對其耐溫特性的要求。

    3. 應用情況

    上面我們闡述了熱縮材料的電氣、物化特性,這種新材料應用于變電站絕緣防護可以解決許多實際問題。

    (1)     有效地杜絕變電站普遍存在的小動物短路故障

    長期以來,變電站中小動物短路故障、異物搭接引發的電氣事故一直困擾著供電系統技術人員。對變電站的開關柜及匯流母排實施熱縮絕緣防護后,使原來的帶電導體具有了高質量的絕緣特性,因此,即使由于防護不嚴而有小動物進入變電站,也不會發生因小動物短路而造成跳閘或燃燒。使用熱縮材料絕緣后,10KV開關柜母排電氣距離上裸母排相距125mm降到6mm,從而可使開關柜尺寸大縮小,降低開關柜成本,減小占地面積及土建投資。

    (2)     防止污閃、凝露閃絡、覆冰等跳閘事故

    由于環境污染的日益加重,愈來愈多的變電站污穢等級提高,而使老變電站故障率增加。因此,對主母線及柜內分支母線實施絕緣防護,對原有支柱絕緣子加入爬電增長器,就成了對老變電站進行全工況改造的有效方法。用這種方法,我們已對福建石獅的220KV山兜變電站、漳州地區的常山變電站進行了改造,并擬對牡丹江蓮花水電站臨時發電主變低壓部分相間不足進行改造。高溫地區水電站的變電系統,由于相對濕度大,也存在因凝露閃絡而導致跳閘事故的問題。東北嚴寒地區冬天氣溫可達-45℃,也可能因覆冰造成絕緣子放電,采用熱縮絕緣防護可以解決這些問題。

    (3)     有效防止帶電裸排所造成的人身傷亡事故

    在老式變電站中,由于開關柜母排及匯流排均沒有實施絕緣防護,發生過檢修人員被帶電體傷害的事故。用熱縮材料對變電站主母線、分支母線及接頭部分實施絕緣防護,可消除這種危險,我們對金陵石化的一個變電站所做的改造便是針對這樣的事故進行的。在上海石洞口電廠對低壓配電屏中三相四線的母線排也進行了局部絕緣處理。

    (4)     防止鹽霧及有害化學氣體對母線的的腐蝕

    沿海地帶的鹽霧及重工業區的工業廢氣,對匯流母線有腐蝕作用。它除了降低母排載流量,還極易產生污穢導電通道,從而導致污閃。熱縮材料具有極好的耐酸堿性,可有效地解決這一問題。

    (5)     爬距增長器用于解決支柱絕緣子爬距不足

    變電站戶外220、110、66、35KV電氣裝置上的絕緣子及戶內匯流母排支柱絕緣子常常會因污穢嚴重不足,引起污閃。對此只需要將熱縮型爬距增長器加于某一瓷裙,即可解決問題。石獅山兜變電站應用這一技術后,受到主管局領導的一致好評。經東北電力科學研究院測試,長春熱縮的爬距增長器在110KV絕緣子上的實驗結果見表2。

    試驗條件

    加一片

    加二片

    鹽霧密度(mg/cm3)

    爬距增長幅度

    25%

    32%

    0.1

    爬距增長幅度

    36%

    64%

    0.2

    爬距增長幅度

    30%

    61%

    0.4

    表2   爬距增長器實驗結果


    4. 結束語

    綜上所述,熱縮材料用于變電站的絕緣防護,在技術上安全可靠,施工上簡便易行,效益上一次技資長期受益。它達到了一次施工、綜合防護、長期安全的目的,為新發展的無人值班(少人值守)變電站安全運行和高故障率的老變電站改造提供了一種有效的新方法。應用熱縮材料目前已成為變電站提高絕緣防護水平的發展方向

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