绝缘措施（共9篇）
绝缘措施 篇1
0 引言
随着我国电力事业的迅猛发展,电力传输显得至关重要。此前我国中低压电力的传输有相当部分依赖于架空裸导线来实现,但人口密度的增加,城市建筑群、绿化茂密区与城网架空输电线的矛盾日益突出,因无绝缘的裸导线是依靠空间距离及绝缘子架设于塔杆之上,在经过城市街道两侧、工厂内部、住宅小区等人类活动密集地区,经常会引发安全事故。虽然对中低压电力电缆进行埋地敷设可减少安全事故的发生且美化环境,但其开挖工程量大,耗资高,远不如架空敷设经济便捷。为保障用电,同时保障人身财产安全,必须尽可能地消除架空裸线带来的隐患,因此架空绝缘电缆成为了必然的选择。
架空绝缘电缆安全性能高、使用维修方便、敷设费用低、线路布局合理,但其在敷设或使用过程中时而发生绝缘滑脱现象,尤其是1kV架空绝缘电缆因没有导体屏蔽,且绝缘厚度较薄,绝缘拉断力小,相比10kV架空绝缘电缆,其绝缘与导体之间更容易发生滑脱。由于架空绝缘电缆架设于塔杆上,其敷设及使用环境决定了电缆纵向承力较大,一旦承力过大会致使绝缘发生滑脱、断裂,环境中的潮气和水分即会从绝缘断裂处进入导体,大大降低电缆的使用寿命和安全性。虽然现行国家标准GB/T12527《额定电压1kV及以下架空绝缘电缆》对绝缘的滑脱力指标并无要求,但考虑到上述问题,架空绝缘电缆的生产企业必须对其给予足够的重视和关注。
1 绝缘滑脱的原因分析
经过深入分析发现,架空绝缘电缆发生绝缘滑脱的原因主要有以下两种:a.因施工方法不当或受外力破坏使绝缘局部破损而造成滑脱。b.因电缆受到的纵向外力大于绝缘与导体间的作用力及绝缘拉断力之和,导致导体与绝缘之间发生相对位移。因此,为避免或减少绝缘滑脱现象的发生,应严格按操作规程或要求进行施工,且要避免电缆绝缘受到外力作用出现破损,同时应增加架空绝缘电缆的防绝缘滑脱能力,即提高绝缘与导体间的作用力及绝缘拉断力。
2 绝缘滑脱力的影响因素
架空绝缘电缆绝缘拉断力主要与绝缘厚度正相关,而国家标准中已对绝缘厚度做出了相应规定,且考虑到电缆成本因素,也不宜通过增大绝缘厚度,提高绝缘拉断力,改善电缆绝缘滑脱力。因此,从架空绝缘电缆本身出发,通过增大架空绝缘电缆绝缘与导体间的作用力是改善电缆绝缘滑脱力关键。绝缘与导体间的作用力的主要影响因素有导体表面粗糙度、导体最外层单丝紧压程度和绞合节径比、绝缘挤出方式等,下面将对此展开分析和研究。
2.1 导体表面粗糙度
导体表面粗糙程度直接影响导体与绝缘之间的摩擦力,通常导体表面越粗糙,导体与绝缘之间的摩擦力也就越大,绝缘的滑脱力也越大。因此,为增大绝缘与导体之间的摩擦力,可对导体表面进行粗糙处理。由于采用化学和电化学方法对导体表面进行粗糙处理需要较长时间,根据导体的实际生产情况,其很难与导体的绞制工序相结合,无法满足线缆行业产品连续生产的要求,影响生产效率且增加成本,而采用物理方法———喷砂对导体表面进行粗糙处理,可在导体绞制完成后收线前,进入增设的喷砂设备,依靠喷砂设备发射出沙粒高速冲击导体表面,在导体表面留下无数细小且均匀的凹坑,从而达到增加导体表面粗糙程度的目的[1],因此建议采用喷砂方法对导体表面进行粗糙处理。图1示出了喷砂设备,该设备能够实现在线、高速、连续喷砂,且不影响导体绞制的生产效率。
2.2 导体最外层单线紧压程度和绞合节径比
导体的紧压程度通过紧压系数来反映,紧压系数越大,则紧压程度越高。导体最外层单线紧压系数越大,则最外层单线与单线之间的缝隙越小,导体表面的光滑度提高,绝缘挤出时嵌入导体的绝缘材料量减少,导体与绝缘之间的结合强度降低;同时,导体表面越光滑,导体与绝缘之间的摩擦力越小。因此,导体最外层单线紧压程度越高,则绝缘与导体之间的滑脱力越小,反之,导体最外层单线紧压程度越低,绝缘与导体之间的滑脱力越大。由于在标准GB/T 12527中仅要求架空绝缘电缆导体为紧压结构,而未对导体紧压系数作说明,因此架空绝缘电缆的生产企业可以在保证导体紧压的前提下,结合生产工艺及成本适当减小导体外层单线的紧压系数,从而提高绝缘滑脱力。
在架空绝缘电缆导体最外层绞合节径比符合相关要求的前提下,改变导体最外层绞合节径比会对挤出的绝缘嵌入导体间隙的状态产生相应影响。导体最外层绞合节径比越小,则单线间隙与导体纵向夹角越大,挤出的绝缘嵌入单线间隙后,使绝缘与导体沿纵向方向阻止发生滑移的作用力越大,即绝缘滑脱力越大,反之,导体最外层绞合节径比越大,单线间隙与导体纵向夹角越小,纵向阻止发生滑移的作用力越小,即绝缘滑脱力越小。架空绝缘电缆的生产企业可在兼顾导体绞合节径比对导体电阻及生产成本影响的前提下,结合生产情况及需要适当减小导体绞合节径比,提高绝缘滑脱力。
为了了解导体最外层紧压系数和绞合节径比对架空绝缘电缆绝缘滑脱力的影响,分别对导体最外层采用不同紧压系数和绞合节径比的两种相同型号规格的架空绝缘电缆进行绝缘滑脱力对比测试。表1示出了测试时采用的试样电缆的具体参数。测试前,先按照GB/T 14049—2008中附录B对试样电缆进行尺寸处理,再将处理好的试样电缆在室温下放置4h。测试时,测试温度为室温(25±5)℃,先将试样电缆放在专用夹具内,再置于WDW-10电子万能拉伸试验机上,启动设备在(2±1)cm/min速度下进行拉伸,记录下每个试样电缆的绝缘与导体产生滑移时的拉力T,测试结果如表2所示。可见,对于相同型号规格的架空绝缘电缆,导体最外层单线紧压系数越大(紧压程度越高),绝缘滑脱力越小,反之,则绝缘滑脱力越大;导体最外层绞合节径比越小,绝缘滑脱力越大,反之,则绝缘滑脱力越小。
注:1)导体最外层单线间隙与导体纵向夹角约为20°;2)导体最外层单线间隙与导体纵向夹角约为15°。
2.3 绝缘挤出方式
为了提高生产效率,通常电缆生产企业会优先选择挤管式工艺挤出绝缘。虽然挤管式挤出工艺具有生产速度快、易于调整偏心、配模简便且模具的通用性大等特点,但在挤制架空绝缘电缆绝缘时,因挤出模具对绝缘料的挤出压力较小,机头处会有大量空气存留,阻碍绝缘与导体之间紧密结合,致使导体与绝缘之间的紧密程度下降,相互间的作用力变小,从而使绝缘滑脱力减小,绝缘更容易被拉脱。因此,为了提高绝缘滑脱力,必须增加挤出压力,采用挤压式(或半挤压式)挤制架空绝缘电缆绝缘。通过挤压式(或半挤压式)模具产生的挤出压力使绝缘能更好、更彻底地嵌入导体最外层单丝间隙中与导体紧密结合包覆在导体上,同时挤出压力也将绝缘与导体之间的空气排出,进一步提高绝缘与导体之间的结合强度,从而提高绝缘滑脱力。
为了了解绝缘挤出方式对架空绝缘电缆绝缘滑脱力的影响,分别对采用挤管式工艺和挤压式工艺的相同型号规格的架空绝缘电缆进行绝缘滑脱力对比测试。表3示出了测试时采用的试样电缆的具体参数。测试前的试样电缆处理和测试时的温度、过程与2.2节中的相同,测试结果如表4所示。可见,对于相同型号规格的架空绝缘电缆,采用挤管式工艺挤制电缆的绝缘滑脱力远小于挤压式工艺挤制电缆的绝缘滑脱力。
3 结束语
为确保架空绝缘电缆在敷设或使用过程中的安全性,本文着重分析了绝缘滑脱力的影响因素(导体表面的粗糙程度、导体最外层单丝紧压程度和绞合节径比、绝缘挤出方式),并在此基础上指出各影响因素的改善措施,通过相关对比试验验证了改善措施对提高绝缘滑脱力的有效性。因各个架空绝缘电缆生产企业的生产工艺及设备存在差异,可根据自身实际情况选择改善方法。
参考文献
[1]郑秋,张传省,王诗勇,等.经喷砂处理后哑光架空导线的铝单丝性能[J].电线电缆,2012(2):19-22.
绝缘措施 篇2
一、事故简介
据不完全统计，2009年全国大约烧毁烧坏开关柜近两百余面。某发电厂自1987年至今，6kV配电室共发生绝缘事故14起，烧毁烧坏开关柜40余面，造成厂用电丧失、发电机停机等事故，经济损失数百万元。仅1994年8月21日，6kV厂用ⅥA段配电室母线短路着火，烧毁17面开关柜，其余9面开关柜也有严重的损伤，被迫全部更换。再者某供电公司共有10座35kV变电站采用了XGN28箱型固定式交流金属封闭式10kV开关柜。该开关柜属于密集型、小型化设备，分为继电器室间隔、高压开关室间隔、出线电缆室间隔分别隔离，泄压通道封板全部采用铝锌板材料进行密封，在设备运行过程中受运行环境等因素的影响，多次发生10kV开关触头与电缆头绝缘套筒烧毁事故，给设备安全运行和可靠供电造成严重影响。开关柜绝缘故障的共性是一台开关柜发生事故时，将引起整条母线故障，从而烧毁多台开关柜，俗称“火烧连营”。所以，要科学的分析问题，采取合理的措施，以确保这类设备的长期安全运行。
二、事故原因分析
事故发生后，公司组织相关技术人员多次深入现场调查分析，并与技术人员进行交流和探讨，确认引起开关触头与电缆头绝缘套筒烧毁的主要原因有以下几方面。
（一）设备环境潮湿污秽严重
10kV开关柜下方电缆室或电缆沟内潮气较大，沿电缆缝隙排向开关柜内。由于开关柜本体自带的温度除湿装置不能有效排除开关柜下层的电缆室间隔内的潮气，使潮气进入开关柜电缆室间隔内，长期得不到有效处理，在电缆头上下周围形成很多小水珠，使电缆头对绝缘套筒放电，造成绝缘套筒绝缘降低导致套筒击穿，对电缆支架、柜体放电，形成绝缘击穿接地，出现三相弧光短路烧毁绝缘套筒及其附属设备。
（二）设备结构不符合有关规定
10kV开关柜泄压通道全部采用不透气铝锌板密封不利于空气流通，10kV电缆支架采用金属材料不利于增加设备耐绝缘的强度。开关柜内进出电缆孔洞封堵不到位，造成电缆室或电缆沟内的潮气大量进入开关柜内。开关触指压力不够，电源开关插头容量不足。开关柜内隔板的插孔偏小。当挡板积灰、结露时，造成触头及连板对孔边缘放电，继而引起挡板对柜壁放电，产生弧光过电压，发展到相间短路。开关设备相间净距存在装配工艺分散性，设计不合理，尺寸较小，绝缘材料质量差，容易凝露导致滑闪放电，特别是活动隔板在污秽条件下极易闪络。
（三）控制保护不完善
控制保护方面，我们认为尚存在一些不完善的地方，可导致开关事故的扩大。保护动作时间过长，不能迅速切除故障，使事故扩大，加重设备损坏程度。当厂用母线故障时，工作电源掉闸，此时故障点绝缘往往来不及恢复时，备用电源自动合上，增加对故障点送电时间，造成工作电源、备用电源开关同时损坏。二次线头开剥过长或塑料绝缘线在强电弧下，可能绝缘迅速破坏而短路，影响测量和控制回路，致使保护不能正常动作。
（四）没有良好的运行维护
厂用电的运行维护没有形成一种制度，对设备的运行状况没有定期巡视：如电缆引线接头、手指处发热、流胶，开关上下插头插偏有放电声时没有及时发现和处理。检修时没有完全遵守检修工艺，保证检修质量。
三、改进措施
（一）改善配电室内的环境
将开关柜后侧的全封闭铝锌板泄压通道改为全封闭铝锌板带百叶窗模式，以此可以形成开关柜内与开关室内空气对流，利于开关柜内潮气外排，增强除湿效果；同时对开关柜内电缆支架金属材料进行改进，全部更换为具有阻燃、耐高温性能的绝缘复合材料，提升支架的耐绝缘强度。通过技术改进后，对开关柜内设备进行了导体直流电阻测量、绝缘监测试验、工频耐压、主回路绝缘等试验。运行管理部门利用对开关柜改造时机，对每个开关柜底部内空间逐一测量，使用防火板和防火泥材料全面封堵，彻底解决电缆室或电缆沟内潮气排向开关柜内。加装溴化锂空气制冷系统，降低配电室内温度，使其能够满足开关柜的运行要求。
（二）各开关柜严密隔离，互不相通
开关柜内部采用钢板及阻燃绝缘板将各开关柜严密分隔，两柜之间均采用介电性能高、耐漏电、耐电弧的绝缘隔板封闭，安装密封的绝缘护套，加封阻燃胶圈。这样，当某开关柜发生绝缘故障时，不会波及到相邻各开关柜，防止了事故的扩大蔓延，减少了事故的破坏范围，避免了更大的经济损失。开关柜的前门、后门、顶盖等部位采取密封措施，一、二次电缆进出线孔洞用阻燃的橡胶圈封闭，防止小动物窜入和波及电缆沟着火。
（三）加强绝缘性能
配电室母线采用阻燃、耐老化、热缩绝缘套管套装。在套装中，要求环境温度0℃以上，相对湿度70%以下，避免绝缘套管结露受潮。使用汽油喷灯等加热器在其规定温度范围内缓慢加热，火焰以调节柔和、发黄为好。加热时，火焰以螺旋状前进，保证套管沿圆周方向均匀受热收缩，在加热收缩时，应从套管中间向两端逐渐延伸或从一端向另一端延伸，以利于收缩时排除套管内的空气。在加热过程中，要控制好温度，以避免烤焦、烧焦，烤焦、烧焦的套管要去掉，不准使用。在母线接头和母线与下引线的搭接处，采用阻燃绝缘套管盒和绝缘螺栓扣装。对个别不适合用绝缘材料封闭的裸导体，全部采用高分子绝缘胶带包扎。防止电弧的产生和外闪络造成弧光短路扩大事故。
（四）防止开关柜内部结露
为防止开关柜内部与配电室内的温度差引起柜内结露，造成绝缘器件沿面放电，在开关柜内部装上红外加热器，提高柜内温度，降低空气湿度。运行人员可根据具体情况，投入或切除红外加热器。
四、结束语
中置式高压开关柜在现代电网建设中发挥着越来越重要的作用，但在实际运行中，仍存在一些缺陷和问题。增加导电能力，加大绝缘距离，隔离故障弧光漫延为目的，对开关柜进行全工况改造，以便有效地承受故障电流和过电压，并防止事故发生和扩大。提高二次线的可靠性，缩短切除故障时间，闭锁母线故障时备用电源自动投入，确保能迅速切断故障，防止故障的漫延和重复。改善厂用电配电室的环境，防止湿、尘污染和高温，保证设备应有的载流和绝缘能力。严格检修工艺，加强运行维护，保证良好而持久的设备，环境良好状况，及时消除事故隐患。因此，有必要对存在的问题进行分析，并思考解决的措施和办法。通过采用上述改进后，开关柜将更完善合理，对安全生产起到保障作用，运行操作巡视检查非常方便，安装维护也非常便利，通过上述综合治理，厂用系统高压开关柜事故是可以大幅度减少和杜绝的，更有利于生产厂家的市场竞争。
参考文献
[1]何自敢.10kVSF_6开关柜使用常见问题的分析[J].广东科技，2008.
[2]文开凤，胡祥凡.6kV厂用开关柜事故分析及其综合治理[J].华中电力，1997.
[3]王子群.XGN28箱型开关柜电缆头绝缘套筒烧毁[J].农村电气化，2013，06：32.
[4]王子群.10kV开关柜绝缘套筒烧毁原因分析与改进措施[J].农村电工，2013，06：31.
[5]陈希.开关柜内部绝缘缺陷的检测与研究[D].华中科技大学，2012.
[6]刘英肖.10kV手车式开关柜的绝缘技术改进[J]. 河北电力技术，1997，04：59-61.
接触网绝缘防污闪措施探讨 篇3
关键词：电气化铁路,接触网,绝缘闪络,防范措施
1 事故概况
1.1 AF线棒形悬式绝缘子覆冰故障
2012年1月22日兰州铁路局管内兰新线玉门牵引变电所211、212开关同时跳闸, 211开关重合成功;212开关因AF线棒形悬式绝缘子覆冰较严重, 重合失败, 试送一次失败, 导致AF线中断供电近2小时。
1.2 大面积绝缘子覆冰故障
2013年1月22日~23日柳沟牵引变电所4条馈线因严重雾凇天气绝缘子覆冰, 导致跳闸共计27次。
(1) 2013年1月22日柳沟变电所4条馈线共计跳闸19次, 其中重合成功16次, 重合失败3次 (试送失败1次, 试送成功3次) , 接触网中断供电近5小时。
(2) 2013年1月23日柳沟变电所4条馈线共计跳闸8次, 其中重合成功6次, 重合失败2次 (试送失败9次, 试送成功2次) , 接触网中断供电5小时以上。
2 绝缘子覆冰闪络机理及馈线跳闸原因分析
2.1 绝缘子覆冰形成的条件
造成接触网覆冰的主要因素是气候, 当环境温度低于0℃, 空气相对湿度在85%以上, 微风且伴有雨雪天气时易出现覆冰, 绝缘子覆冰可分为雨凇、雾凇和混合凇。
2.2 绝缘子覆冰闪络过程
绝缘子覆冰闪络实质上是一种特殊的污秽闪络。研究表明, 纯净的覆冰雪或者冻结的覆冰雪不会使系统在工作电压下发生闪络。大多闪络发生在覆冰雪的融化期, 受风向、风速、绝缘子结构等影响, 覆冰不可能均匀地附着在绝缘子表面。覆冰雪吸附了杂质或者绝缘子表面在发生覆冰雪时已经脏污, 随着覆冰增多, 绝缘子部分伞裙被桥接, 降低了绝缘子的有效绝缘距离, 同时融化的覆冰增大了电导率, 表面泄漏电流增大。由此可见覆冰降低了绝缘子的绝缘电阻, 增大了泄漏电流, 泄漏电流进一步融化覆冰, 最终导致闪络发生。
TB/T 2007-1997规定了接触网绝缘污秽等级标准, 在该标准中, 电气化铁道的附盐密度取值为0.01~0.35 mg/cm²。实验表明, 在该范围内, 随着覆冰量的增加, 绝缘子覆冰时闪络电压不断下降, 而且随着附盐密度增大, 其闪络电压进一步降低;污耐电压随着海拔高度的增大而减小, 覆冰绝缘子在高海拔地区的闪络电压会下降得更厉害。
表1列出了在不同海拔高度以及特定的覆冰密度条件下, 达到接触网系统最高运行电压29 k V时的绝缘子覆冰厚度与发生闪络的关系[1]。其中:“*”表示在该海拔高度处污耐电压已降至29 k V以下。
2.3 馈线跳闸原因分析
(1) 兰新线柳沟区段周围煤场及煤炭装卸点较多, 附盐密度超过重污区0.3mg/cm²的标准, 煤尘污染是绝缘子发生污染的一个主要原因。
(2) 从绝缘子电气及机械性能表可以看到, 虽然上述绝缘子最小公称爬电距离均为1400mm、工频湿耐受电压大于140k V, 但绝缘子为等径伞裙且伞裙间距小于30mm, 绝缘子结构不适合柳沟区段使用。
(3) 柳沟区段属于戈壁气候, 1月22~23日降雪并伴有大雾天气, 白天气温较高, 积雪蒸发量大, 空气湿度大, 夜间气温降低, 绝缘子表面受潮湿空气逐渐形雾凇, 接触网大面积绝缘部件表面凝霜、覆冰, 绝缘子爬距失效后闪络, 引起变电所馈线开关跳闸。
3 目前主要采取的措施分析
3.1 更换复合绝缘子
针对绝缘大面积雾闪事故教训, 兰州铁路局按照外部环境恶劣情况, 采取针对性措施对上线使用的绝缘子进行绝缘补强, 投资对部分区段接触网瓷质绝缘子进行更换。复合绝缘子与瓷、玻璃绝缘子相比优点较多, 但复合绝缘子造价较高, 使用年限一般为10~15年, 大大低于瓷质绝缘子使用寿命。
3.2 喷涂RTV涂料 (室温硫化硅橡胶)
在瓷质绝缘子表面涂覆一层憎水涂料, 可阻碍形成连续水膜, 提高绝缘子的耐污能力。2013年入冬前, 组织对柳沟-桥湾区间、柳沟-安北区间2474棒绝缘子喷洒RTV涂料以增加绝缘子憎水性, 经过2年的运行观察, 目前未发现问题。但目前RTV涂料化学成分对瓷质绝缘子表面釉层的影响以及自身的老化耐受性尚待进一步论证之中, 除此之外RTV涂料喷涂作业对绝缘表面清洁程度及现场作业环境温度均有苛刻要求。
3.3 更改绝缘子悬挂方式
将现有绝缘子悬挂方式更改为V型悬挂, 防止融冰桥接。依据供电线路设计安装方式, 非风区段AF线棒形悬式绝缘子 (AT供电方式) 大多采用I型悬挂, 垂直于线路, 因伞裙间距较小, 融冰极易贯穿绝缘表面, 更改为V型悬挂方式后能够防止冰凌桥接, 但更改悬挂方式现场施工难度较大, 劳动安全隐患突出, 并且只能解决AF线绝缘冰闪问题, 对于重冰区段支撑绝缘子无济于事。
3.4 绝缘插花法
通过在线路原绝缘子串中等间隔插入大盘径绝缘子阻隔覆冰导电通道, 以达到防止线路覆冰跳闸的目的。考虑过对嘉红线非风区段AF线棒形悬式绝缘子加装联接单片锄头球窝绝缘子, 切断融冰附着点, 使得融冰无法附着于下端棒形悬式绝缘子上, 此方法不适用于棒式绝缘子。
3.5 附加增爬距伞裙法
在瓷绝缘子串的上部、中部各加装一片大盘径复合伞裙 (伞片伸出瓷伞裙30~40mm) , 阻断了整串绝缘子冰凌的桥接通路, 解决了冰闪问题。现场作业方便, 降低了施工作业过程中的劳动安全风险, 同时造价较低。
3.6 绝缘防污 (雾) 闪其他管理手段
(1) 动态管理重污区。定期对线路周围5公里以内的所有污染源进行调查, 按照管内污秽程度, 划分管内接触网设备污秽等级, 绘制污秽区分布图, 制定电气化铁路污秽区分布表, 根据污染源的变化情况, 污秽区分布图、电气化铁路污秽区分布表在每年修订一次, 动态调整重污区分布示意图, 及时将新增重污处所纳入到重污区的管理中。
(2) 加强日常清扫。将绝缘部件的清扫工作纳入各设备管理单位接触网年度维修计划中, 每年结合日常作业和集中修工作, 对管内所有绝缘部件进行清扫维护, 并结合地理条件、气候条件, 有针对性的对重污区绝缘部件, 分别在开春前、入冬前分别组织一次集中清扫, 有效避免了大雾、霜冻等天气的绝缘污 (雾) 闪。
(3) 对有机绝缘部件实行寿命管理。按照污秽等级划分标准, 确定绝缘子清扫周期, 严格按照清扫周期进行清扫, 实时掌握管内易发生大雾的区段 (重污区) , 对重污区接触网绝缘部件清扫周期不超过3个月。绝缘清扫周期、时间、方式和区段采用计划性和临时性相结合的方式进行。
(4) 投用先进的绝缘部件清扫装备。路局对各供电段先后投入资金给重污区所在的班组配备水冲洗设备, 提高了班组绝缘清扫的进度, 降低了人工清扫的工作强度, 使得管内的绝缘部件的清扫工作任务能够按照计划完成。
(5) 加强绝缘性能检测、监测。在部分重污区试点安装接触网绝缘子污秽在线监测装置, 装置采用微弱信号检测处理技术, 实时检测绝缘子表面漏电流和环境气象信息, 实现对线路接触网绝缘子工况连续实时监测。通过该装置的使用, 有效判断线路绝缘子污秽程度, 并提出先期报警。及时依据报警信息制定清扫策略, 防止发生污秽闪络事故。同时, 为加强绝缘部件检测管理, 各供电段配备了绝缘子放电侦测仪、附盐密度测试仪、电压分布测量仪, 定期对绝缘部件进行检测。
4 结束语
近几年来, 通过采取上述的一系列技术和管理手段, 有效防止了接触网绝缘污 (雾) 闪故障的发生, 达到科学合理地进行设备管理的目的, 从而最大限度地提高设备运行的可靠性。
参考文献
防雷绝缘子在绝缘线路上的应用 篇4
关键词：防雷击；架空线路；绝缘子；引弧近些年来，随着社会生产生活用电需求的提高，设备及供电线路的用电负荷增加，供电公司需要持续提高绝缘化率来保证设备处于高效率的工作状态。但是，在实际的应用过程中，因为受到外界不可抗力，例如雷电、风等问题，影响了供电线路供电的稳定性和可持续性。虽然线路都设置了过电压保护器、避雷器等设备，但是在应用过程中依然存在着一定比例的雷击事故。而防雷击绝缘子的出现和应用给架空绝缘线路防雷击性能的提高起到了一定的作用。因此，有必要在分析雷击造成架空绝缘线路故障甚至断线机理的基础上，探讨防雷绝缘子在绝缘线路保护中的作用，并提出完整的绝缘子应用技术方案，为提高绝缘线路的工作稳定性提供参考。
一、雷击造成架空绝缘线路断线的机理
（一）架空绝缘导线受力因素。首先，因为靠近杆塔位置处的导线需要承受更大的拉力和重量，这直接导致该位置的导线承受的应力更大。同时，供电导线除了在转角的杆塔处使用弹性优良、耐张力能力强的绝缘子之外，在一般地方都是使用简单的柱式绝缘子，在这些地方容易出现剪切疲劳问题。同时，因为金属导线具有一定的延展性，在这些内部应力的长期作用下，将导致直径减小、电阻增加，为绝缘导线雷击事故的发生提供了电热效应基础。
（二）架空绝缘导线受雷击的电学机理。在杆塔附近处的导线在压力作用下容易出现一定程度的破坏，因此在受到雷击作用时，高电压将会导致绝缘导线的薄弱位置处出现击穿孔，从而使得绝缘导线出现闪络问题，导致绝缘线路出现短路，瞬间出现很高的工频续流，在短时间内出现热效应而使得导线的温度升高，再在力的作用下出现断线问题。
从实际的情况来看，绝缘导线雷击断线故障一般出现在少遮蔽物的平整地方。这主要是因为这些断线故障并不是因为雷击直接作用而使得线路被击穿的，而是在地面放电的感应电压造成的绝缘线缆断线问题。这种感应电压产生的电流远远超过绝缘导线的承载能力，直接造成绝缘线缆烧断。
（三）架空绝缘导线性能。因为架空绝缘导线一般包括三
层，从里向外的结构依次是导体、内屏层以及绝缘层三层。按照线缆不同的规格和型号，每千米的绝缘导线重量从100kg到1000 kg不等，而且对应的允许电流值从100A到500A。但是，架空绝缘线缆的绝缘层总厚度一般是2.5mm，且电阻值超过1000MΩ，使用的材料通常是树脂、塑料、橡胶、PVC等。但是这些材料的熔点都较低，一旦受到雷击，电流产生的热效应将会将之迅速融化，从而导致架空线路出现雷击事故。
二、防雷绝缘子在架空绝缘线路中的防雷击设计原则
（一）防雷击绝缘子架空绝缘线路防雷击原理。通常，防雷绝缘子实现防雷击目的的基本原理是通过并联间隙的方式来实现的。通过在绝缘子的两端并联设置一对金属电极，通过形成保护间隙的方式来确保保护间隙的距离小于绝缘子串的总串长。当噪声雷击时，绝缘子串上产生很高的雷电过电压，但因保护间隙的雷电冲击放电电压低于绝缘子串的放电电压，雷击作用将首先在保护间隙放电，工频电弧在热应力以及点动力的作用下通过并联间隙形成了放电通道，最终被逐步引至金属电极的端部，将金属电极端部的部件烧毁，达到保护绝缘导线、绝缘子的目的。
通过这种方式，防雷保护装置具有引导放电、疏导工频电弧以及使得工频电场更加均匀的作用。在整个过程中，这种作用与设置的并联间隙的招弧角尺寸、形状等具有一定的关系。
（二）架空绝缘线缆防雷的并联间隙设计原则。首先，在设置过程中要将之与绝缘子串的绝缘相互配合，并考虑到绝缘子串与并联间隙在雷电的冲击作用电压以及雷电线路过电压作用下的特性。在雷击作用下，绝缘子串和并联间隙出现的闪络电压一般符合对应概率的随机分布，具有一定的统计特性。因此，在实际的过程中必须受限使用数理统计方法对并联间隙以及绝缘子串之间的配合形式进行设计，确定对应的安全间隙距离，保证所设计的并联问隙伏秒特性曲线处于绝缘子伏秒特性曲线的上方，使得雷击作用下出现闪络现象时，并联间隙将会先于绝缘子串出现闪络，从而达到保护绝缘子的目的。同时，还应该保证并联间隙在可能存在的正常操作电压下不会出现断开的问题，确保线路的绝缘水平处于正常水平。其次，在架空绝缘线缆中，电压等级处于220kV及以下的线路不会设置均压环，所以在设置并联间隙的过程中需要对间隙的均压能力予以考虑，即并联间隙不但要具有对应的引弧能力，而且还必须具有充当均压环的功能，起到一定的均压效果。在设置了防雷绝缘子之后，能够使得不均匀的电压分布情况得到有效的改善，以免绝缘子在电压的作用下出现电晕现象。
三、防雷绝缘子在架空绝缘线路中的应用技术
（一）防雷击绝缘子的主要技术类型。当前实际中应用的防雷击绝缘子金具主要包括两种：(1) 剥线型的防弧金具，该种防弧金具的电压水平较高，而且安装位置通常在导线绝缘子轴线的100.0-150.0mm范围当中。在设置之后，可以在架空绝缘导线线路的绝缘子端部与金属器件之间形成反应，在雷击作用下构成冲击放电通路。在架设的过程中，尤其要注意所架构的线路的特点，通过选择不同的安装区域来保证防雷击效果。通常，对于环网结构的绝缘配电网络而言，可以将这种防雷装置设置在绝缘子的两侧，而且安装的金具要与导线绝缘层之间相互剥离。而对于星型的配电网络而言，这种防护金具通常可以设置在绝缘子的负荷侧位置；(2) 穿刺型防弧金具：这种防弧金具的最大优点在于能够有效的避开采用剥线型防弧金具结构过程中出现的密封性能较差的问题。这种防雷击结果通过将电极结构设置成为穿刺形态，将尖齿作为电载荷体，将架空导绝缘线线路的绝缘层刺穿，使得金具与绝缘线的线芯直接接触，从而达到引出高位电压的目的。这种结构的防弧金具的结构主要包括低压电极、高压穿刺电极以及绝缘护罩构成。在实际的设置与应用过程中主要注意绝缘层与穿刺层之间的挤压，保证两者具有足够的密封性能，否则将影响到防雷击的效果。
对策与实施
（二） 防雷绝缘子架空绝缘线路应用方案流程。(1) 通过对现场的实际调研，统计得到整个项目方案中需要安装的防雷击绝缘子数量；(2) 开展经济技术评估，计算得到若不进行防雷击绝缘子的改造，当停电时间达到4h时，结合停电面积、影响总负荷(30%)，估算得到雷击造成全年总的供电量损失，确定是否需要对绝缘子进行防雷击改造；(3) 若需要改造，则对绝缘线路绝缘子的弯曲强度、耐受的额定电压等级进行测算，结合实际的使用环境，诸如耐污要求等形成完善的绝缘子综合设计要求。并按照对应的设置安装规范进行项目实施，最后与对应的国家标准进行对比，保证验收结果。
结语：架空绝缘线缆绝缘子的防雷改造工作是当前供电线路改造工作的重点之一，也是保证供电线路正常运行的重要环节，在具体的实施过程中必须结合实际的需求以及线路的应用环境制定出与之相对应的技术方案，这样才能使得整个线路达到防雷击等级。
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浅析绝缘子特征及其污闪预防措施 篇5
1.1 盘型绝缘子
盘型绝缘子具有绝缘性、耐气候性、耐热性良好和组装灵活等特点, 被广泛用于各个电压等级的输电线路上。盘型瓷质和钢化玻璃绝缘子均属于可击穿型, 在受冲击电压作用或发生污闪时, 容易使单片绝缘子顶端被击穿。瓷质和钢化玻璃就其本身而言并不易老化, 问题出在它的整体帽脚式结构上, 这种结构使高的场强位于绝缘子内部, 从而加速了绝缘子劣化。对于瓷质绝缘子, 老化的结果是产生低值绝缘子, 在遭受雷击闪络时 (或污闪时) , 由于较高的雷电流和随后的工频续流 (或短路电流) , 可能会使该老化绝缘子头部因瞬间聚热而发生爆炸, 造成绝缘子断串事故。
1.2 长棒型绝缘子
(1) 长棒型瓷质绝缘子。
长棒型瓷质绝缘子是在总结悬式瓷质绝缘子优缺点基础上, 由双层伞实心绝缘子发展而来, 继承了瓷的电稳定性, 消除了盘型悬式瓷质绝缘子头部击穿距离远小于空气闪络距离的缺点, 同时也改变了头部应力复杂的帽脚式结构。
长棒型瓷质绝缘子具有良好的耐污性能, 这是因为长棒型瓷质绝缘子伞盘间无金具连接, 相比盘型绝缘子串, 在绝缘部分等长情况下, 相当于增加约20%的爬距;在同等长度和同样污秽条件下, 长棒型瓷质绝缘子的介电强度比帽脚式玻璃绝缘子要高出10%～25%, 故伞裙可做得小些。由于长棒型瓷质绝缘子结构伞盘无下棱, 伞盘与伞盘间的芯棒本身就是绝缘体, 瓷芯和相对较小的开放式无棱伞裙, 比瓷或玻璃盘型绝缘子有更好的自洁性能, 因此与盘型绝缘子串相比较, 其性能更加优越。
(2) 长棒型合成绝缘子。
超高压线路悬垂采用合成绝缘子串, 耐张采用长棒型瓷质绝缘子串相组合, 是今后值得推荐的方案, 它可为状态检修、状态运行、减员增效创造条件, 对产生更大的经济效益和社会效益有长远的现实意义。
硅橡胶复合绝缘结构改变了传统以瓷为主的外绝缘结构, 为高压输变电设备开拓了新的技术领域。合成绝缘子是有机硅橡胶材料复合制成的高电压绝缘子, 由环氧玻璃纤维棒制成芯棒和以硅橡胶为基本绝缘体构成。环氧玻璃纤维棒抗张强度高, 硅橡胶绝缘伞裙具有良好的耐污闪性能, 所以采用合成绝缘子是线路防污闪的有效措施。
2 发生污闪的原因
绝缘子污闪实质上是一种热击穿过程, 系绝缘子表面存留的污秽导致发生绝缘子闪络现象。即在空气湿度较大的情况下, 大量导电介质和尘埃微粒造成的输电线路接地故障。导致污闪发生主要有以下原因。
(1) 空气湿度较大。
在空气湿度较大而且无风或只有微风的自然条件下, 绝缘子的绝缘水平明显降低, 表面的泄露电流急剧增大。此时, 污闪是引起故障的主要原因。
(2) 泄露比距偏小。
泄漏比距是指绝缘子的泄漏距离与系统额定电压之比。绝缘子的泄漏距离, 又称爬电距离 (简称爬距) , 是指正常承受运行电压的两极间沿绝缘子外表面轮廓的最短距离。
在计算泄露比距时, 采用的系统额定电压与实际运行电压存在一定差距。一般在污闪易发季节, 系统电压要高出额定电压的10%左右, 也就是说, 计算的泄露比距比实际低10%左右, 故而污闪必然会出现。
(3) 绝缘子不能满足污秽要求。
通常, 采用普通绝缘子和防污绝缘子, 一旦出现零值绝缘子, 耐压水平就会降低, 从而影响泄露电流的变化, 导致污闪出现。
(4) 周边环境污染严重。
随着石油、化工、冶金、煤矿等行业的迅猛发展, 其排放的污染物日益增多, 致使输电线路周边的环境污染日趋严重。
(5) 污秽资料不够准确。
环境污染日趋严重, 输电线路的污秽区划分却不能跟上客观环境的变化, 致使输电线路设计和运行维护人员不能及时准确地确定污秽区等级和程度。
3 绝缘子污闪的预防措施
3.1 在线路设计阶段提前采取对策
(1) 线路路径避开污秽区。
在保证经济合理、施工方便的条件下, 设计选定的线路路径应尽量避开污秽等级高的化工厂、发电厂、冶金厂、煤矿等。
对于不可避开的铁路、通信设施、炼油厂等, 应事先与所属单位取得联系, 收集沿线现有及拟建的铁路、通信线路等设施资料, 掌握石油化工、制药等企业排出的水、气、灰等污秽程度和扩散范围, 以及对输电线路的影响程度, 尽可能准确全面地掌握线路沿线的环境资料, 为划分污秽等级和计算泄露比距做准备。
(2) 根据环境污秽等级计算泄露比距。
(1) 根据线路沿线的污秽资料, 结合区域性电网污秽区分布图, 对线路所在地区划分污秽等级。 (2) 根据设计规程中有关架空电力线路环境污秽等级规定, 准确计算绝缘子泄露比距。 (3) 采用高一级的污秽等级计算泄露比距。因为采用高一级的污秽等级计算的泄露比距比实际要求的泄露比距高20%左右, 即使在污闪易发季节且系统电压偏高的情况下, 泄露比距依然能满足要求。
(3) 线路直线架设。
在制定线路选线方案时, 尽量排除或减少转角, 线路尽可能直线架设。同时, 尽量避开污染程度高的化工厂、发电厂、冶金厂、采石场、煤矿等区域, 减少跨越公路、铁路的次数, 整体降低线路沿线环境的污秽等级。
3.2确定线路的污秽期和污秽等级
掌握线路通过地区的大气污秽程度和污秽性质, 正确划分各地区的污秽区, 以便为防污闪工作提供可靠依据。及时进行盐密监测活动, 确定合理的污秽区及等级, 以此为依据对线路进行调爬, 增大泄露比距, 提高线路防污能力。凡是新建线路、变电所, 均须按照批准的污秽区分布图分级配置外绝缘。
3.3运行中的监视与维护
(1) 重视污闪事故的统计分析和调查研究工作。
严格按照《国家电网公司电力生产事故调查规程》之规定, 做好污闪事故的统计分析和调查研究工作, 对于事故发生时的气象、温度、湿度等环境要素, 要求务必填报清楚, 以便经过统计分析进一步认识污闪的自然规律和诱发的环境要素。
(2) 定期清扫绝缘子。
在污秽季节到来之前, 逐基登杆清扫绝缘子, 除去绝缘子表面的污秽物。一般每年在雨季前清扫一次, 可使用干布、湿布或蘸汽油、肥皂水的布进行清擦。在条件允许的情况之下, 可以考虑进行带电冲洗、带电擦洗绝缘子的带电作业, 因为清除绝缘子表面的污秽是防止污闪的最有效措施。
(3) 更换不良和零值绝缘子。
定期对绝缘子串进行绝缘检测, 发现不良绝缘子和零值绝缘子, 必须及时更换。
(4) 增加绝缘子串的单位泄漏比距。
绝缘子表面泄漏电流越大, 污闪越严重, 而泄漏电流的大小与绝缘子串的单位泄漏比距成反比。因此, 可以增加绝缘子片数或改为耐污绝缘子来增加绝缘子串的单位泄漏比距。
(5) 推广使用防污涂料。
对污秽严重地区的绝缘子, 必要时可采取定期在表面涂有机硅油等防污涂料的方法, 以增强其抗污能力。
(6) 采用合成绝缘子。
有机合成绝缘子由硅橡胶整体制成, 从而构成了一个整体耐压层, 所以其污闪电压是瓷绝缘子的2～3倍, 其结构为不可击穿型。合成绝缘子结构简单、轻巧, 具有高的耐污性能和免维护 (或少维护) 的特性。在一般超高压线路和紧凑型线路中, 合成绝缘子作为悬挂、支撑显示出它的特殊能力, 其轻巧和柔中带钢的特性, 是其他种类的绝缘子不可比拟的。
(7) 采用玻璃绝缘子。
玻璃绝缘子的泄露距离大, 泄露比距高, 且发生故障时能够自爆, 可缩短事故点的查找时间并降低停电损失。
(8) 建立与政府职能部门之间的信息沟通机制。
绝缘措施 篇6
绝缘是电机中的重要组成部分, 绝缘材料影响着电机使用的安全性和可靠性, 同时也是决定电机寿命的重要因素之一。在长期的现场运行中, 电机由于受到电气故障、温度、摩擦和机械震动的共同作用以及不同外部环境条件的影响, 其定、转子绕组以及铁芯叠片之间的绝缘部分会逐渐产生老化, 绝缘电阻值下降, 最终丧失其应有的性能, 使电机不能继续安全运行。因此, 对电机的绝缘老化原因进行分析, 然后采取适当的处理手段和改进措施, 就能减缓电机绝缘老化的速度, 延长电机的安全使用寿命。
2 电机绝缘老化原因
总结起来, 影响电机绝缘老化的因素主要有如下的几个:
2.1 电气因素。
在电气设备运行的过程中, 绝缘材料会受到工作电压和过电压的作用, 其在电场的作用下发生不可逆的变化直至性能失效, 这个过程称之为电老化。电机在通电状态下, 电机的绕组和绕组之间, 绕组对地之间将产生均匀或不均匀的电场, 在电场场强作用下, 电机的绝缘部分将产生变化。在长期的工作电压下, 电机会存在局部放电和电老化、绝缘的电晕腐蚀和树枝劣化等现象, 绝缘的介质损耗过大, 绝缘结构将因过热而损坏。绝缘材料表面如果发生局部放电, 在电晕作用下发生化学反应, 会产生臭氧和几种氧化物, 由于电晕会生成一些高速电子和离子, 会腐蚀有机绝缘材料造成局部损坏。在操作过电压和雷击过电压的作用下, 绝缘内部可能发生局部损坏, 当以后再承受过电压作用时, 损坏处的范围将会逐渐扩大, 最终导致绝缘材料被完全击穿。
2.2 温度因素。
绝缘在电力设备运行过程中因周围环境温度过高, 或因电力设备本身发热而导致绝缘温度升高, 此时高分子化合物的分子链容易破裂, 树脂材料的粘结强度随之降低, 使得绝缘变硬、变脆, 绝缘的机械强度下降、结构变形。在高温环境下, 会因氧化、聚合会导致材料丧失弹性, 或因材料裂解而造成绝缘击穿。此外, 电机内部的油垢及灰尘会阻塞通风道, 影响电机散热, 导致电机铁芯绕组温度升高.加速电机绕组外层绝缘材料老化。
2.3 氧化因素。
从上面的温度因素中可以看到, 绝缘材料的氧化老化与温度有密切关系, 而且当空气流动频繁时会带入新鲜空气加速氧化反应。同时, 空气的水分、臭氧、酸和氮氧化物等的作用会改变绝缘材料的物质结构和化学性, 导致其电气和机械性能降低。
2.4 湿度因素。
环境的相对湿度会影响绝缘材料表面的放电性能, 由电晕产生的氧化物在潮湿环境下会变成硝酸、亚硝酸腐蚀金属, 使得绝缘材料变脆。再比如在以往检修时, 利用一些有机溶剂对电机内部及绝缘部分进行清洗, 如果不及时进行烘干, 它们会挥发形成气隙, 当绝缘材料吸收湿气或表面产生凝露时, 由于水分子的尺寸和粘度都很小, 水分能透入绝缘裂纹中侵入到绝缘结构的表面和内部。由于水的相对介电系数很大, 使得介质中离子浓度增大, 再加上水本身的电导率比较大, 因此绝缘材料吸湿后其电导率会大大增加, 绝缘体的绝缘电阻降低, 介电损耗增加, 绝缘材料的击穿电压下降。同时, 水分子的存在会使绝缘层逐渐龟裂、剥落、脱壳, 造成局部放电量增加, 其结果都是导致绝缘层的电气性能、机械性能降低, 最终造成绝缘结构的破坏, 减少电机的使用寿命。
2.5 机械因素。
电动机运行中的机械振动会引起交变机械负荷, 在电动机振动、内部撞击和短路电流电动力的作用下, 绝缘的槽部、端部及槽口处会受到挤压或拉伸, 定子线圈产生位移或端部下垂, 绝缘遭到一定程度的破坏, 机械强度下降。此外, 电机产品本身的粗制滥造, 如嵌线工艺和极相组接线方式的不正确、电机定子转子绕组焊接不牢等会使电机运行时的震动加大, 部件容易松动, 从而造成绕组外层的绝缘磨损。
此外, 对于在恶劣环境中工作如化工企业中的高压电机, 周围环境中的粉尘、油污、尿素、盐分子和其他腐蚀性物质进入到电机后, 将会对绝缘层产生不同程度的污染侵蚀。
3 绝缘老化的改进措施
当电机的绝缘部分发生老化以后, 最直接最彻底的办法就是更换整台电机, 但是这样做的投入大而且减少了电机的实际可使用时间, 造成了浪费。因此, 针对上述影响电机绝缘老化的因素, 本文提出了以下的改进措施。
3.1 使用新型绝缘材料。
局部的电晕放电是绝缘材料遭到破坏的最重要原因之一, 因此从耐电晕方面考虑, 首先需要改善绝缘材料的性能。目前漆包线普遍使用耐热等级最高的有机电工绝缘材料聚酞亚胺可在200-260℃的温度下长期工作, 其工频击穿电压能够达到10k V, 但在1k V的高频脉冲电压作用下只需一个小时即被击穿。如果在其中填充无机纳米材料如纳米Ti02微粉改性后, 绝缘材料的绝缘性能会显著提高, 特别是在变频电机中这样的绝缘材料寿命会比一般的长许多。
3.2 改善电机的运行环境, 确保通风, 定期清洁风扇和过滤装置的灰尘、油污和水蒸气。
通过通风降低电机运行温度的前提是确保电机内部的干燥, 这也是电机检修时的重要步骤, 电机干燥的方法较多, 比如用电阻器或红外线灯泡加热等, 但加热时绕组最高温度不应超过90℃, 机壳上部应有一个小窗, 以定期排除潮气。然后, 需要清洗堵塞在电机通风道内的污渍, 清洗掉粘结在绝缘材料表面的污垢、浸入绝缘裂纹和气孔中以及绕组和铁芯绝缘材料空隙中的油污和灰尘。
3.3 提高电机制作和检修水平。
电机运行时产生振动和撞击, 如果电机在制作时工艺不到位很可能造成定、转子绕组上绝缘材料的损坏。在检修时对于局部损伤的电机, 要首先对电机做干燥处理, 然后选用干净的绝缘材料将绝缘损伤的部位包扎紧实, 排除空气, 最后再对绝缘损坏的电机绕组进行重新浸漆处理, 使绝缘漆填充到绕组中细小的裂纹、槽内间隙、局部缺陷和开口气孔中, 提高绝缘强度。同时, 在绕组表面可以再覆盖一层漆膜以增加绝缘的防尘、防潮能力。
4 结束语
绝缘老化是电机的主要故障之一, 也影响着电机安全和寿命, 因此对于电机的绝缘故障需要及时进行排除和检修。本文分析了影响绝缘老化故障的五个主要原因:电气因素、温度因素、氧化因素、湿度因素和机械因素, 针对这些影响因素, 确定了改进绝缘老化故障的措施, 对实际的电机运行和检修有着一定的参考价值。
摘要：文章介绍了影响电机绝缘老化的原因, 然后针对这些影响因素提出了改善绝缘老化的处理方法。
关键词：电机,绝缘老化,影响因素,改进措施
参考文献
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保护屏顶小母线绝缘的完善措施 篇7
1 现有的继电保护屏顶小母线的弊端
目前, 正在使用的继电保护屏顶小母线端子, 均为全裸露运行, 在运行、维护或者技术改造时, 有很多难以弥补的缺陷, 影响电网的安全可靠运行。主要缺陷如下:
1.1 小母线端子笨重, 厚大
老继电保护小母线端子厚25mm, 一排导轨只能装l0个, 220kV电压等级继电保护屏需要安装上下两层端子。
1.2 运行时, 小母线容易短路
正在运行中的继电保护小母线端子、小母线铜棒均是带电裸露的, 如果有异物掉落在小母线上, 直接造成小母线短路, 将使继电保护失去装置电源、操作电源或采集不到交流电压。在运行人员更换保险过程中, 如果出现电力系统故障, 将会造成继电保护装置的拒动或误动。
1.3 运行时, 小母线带电接线非常困难, 并且小母线下层中间的端子不能带电接线。
小母线采用直径8mill的铜棒, 棒间距2cm, 上下两层, 层间距6cm, 间距很小且带电裸露。如果需要接线时, 施工难度大, 安全系数低, 很容易造成短路;工作人员的手到不了两层小母线之间的中部, 底层小母线排中间的端子不能接线。现在一般是接在端子顶部的母线压紧螺丝上, 有一定安全隐患。
1.4 老继电保护屏退出, 新屏就位困难。
小母线带电裸露。继电保护改造时, 用电缆卡钳在两个保护屏中问把小母线剪断后, 才能把老继电保护屏退出, 新屏就位。剪切过程需要多人精心配合, 尽管工作人员非常认真、谨慎、小心, 但由于小母线间隔间隙小、裸露带电, 小母线棒间、层间太小, 剪切过程费时、费力, 剪切断面很不整齐, 很容易造成小母线短路;操作人员还有触电危险;新屏就位时, 有触碰小母线的危险。
1.5 劳动强度大, 危险性高, 技改时间长。
老杨新征等, 全封闭绝缘JMX-5型继电保护小母线端子的研究屏退出时, 需要带电剪切小母线;新屏安装后, 还要带电接通小母线。
2 完善保护屏小母线的绝缘
在变电站中各个保护屏大都采用屏顶小母线连接。屏顶小母线有220V直流控制小母线、220V直流保护小母线、220V交流小母线、l00V电压小母线由小母线托架端子排引下本保护所需的电压、信号等保护公用回路。小母线的作用是汇集、分配和传送电能它们主要为控制、保护、柜内照明灯、加热器等其它设备提供电源, 小母线的是否稳定运行会影响到直流系统的, 是变电站安全运行的重中之重。
2.1 问题的提出
目前大部分变电站都采用户外设计, 特别是在西北地区, 有着风沙大的特点, 这就造成变电站的一次设备和保护室内二次设备经常着落大量灰尘, 直接会影响到设备健康运行。为了确保变电站的安全运行, 就要求运行人员每月和在设备停电检修的情况下对一次、二次设备进行清扫。由于保护室的保护屏都是按照间隔相邻摆放, 所以在对一次、二次设备停电或者设备清扫时都不会对屏顶小母线进行停电;而且在保护屏更换、倒换、立屏时, 保护人员也会因工作需要须在屏顶上工作。由于带电的屏顶小母线铜棒裸露在外, 会使工作人员在保护屏顶工作上易发生触电危险, 造成发生保护误动, 影响到变电站安全运行。为了保障工作人员在运行中的保护屏顶上安全工作, 这就提出了改进保护屏顶小母线裸露的现状.使之在改造后, 既不能损坏小母线结构, 破坏保护屏整体美观, 又不影响运行保护屏的安全运行。
2.2 问题的解决
变电站保护屏小母线安装在保护屏的屏顶上, 布置结构采用上下双错层, 屏顶的小母线设计一般都采用直径6~8ram实心裸露的铜棒。消除小母线的触电隐患, 可以考虑在屏顶小母线上做好绝缘措施, 一般方法有三种:涂绝缘漆;安装绝缘套管;安装小母线盒。但在采用上述三种方法, 想要不影响相邻保护屏的正常运行, 就需抽调所要安装绝缘措施的保护屏, 难度、险度很大, 有时还必须通过放l时小母线电缆, 才能解决问题, 而且有的小母线需要剪断, 再接上, 这样不仅损坏了小母线的结构, 增多了可能产生的故障点, 对安全不利, 以上三种方法只对投运前和扩建时变电站较为实用, 对运行中的变电站都有不足之处, 受到环境、电源、工具等方面的限制。如果可以选用一种既绝缘, 又在小母线不需停电的状态下进行安装的绝缘材料, 就可以消除在小母线触电隐患。
2.3 母线扁盒制作
保护屏小母线扁盒几何尺寸确定:根据电缆层空间长度 (保护屏横向排列方向) 和每排保护屏横向排列总长, 确定扁盒长度。一般稍小于电缆层空间长度的一半, 以便于安装, 宽度能排下20"-25根小母线, 厚度可排下两层小母线。
扁盒外部用一定厚度的不锈钢板材, 做成全封闭, 有一定的抗外力能力, 扁盒的上、下封闭面做成可拆卸式, 方便盒内小母线蛐面增减。
扁盒内部每800-~lO00mm装有一个绝缘支架, 绝缘支架由三部份组成:一个绝缘主架和二个绝缘封条。绝缘主架上的小母线槽内, 装有卡簧, 防止在绝缘封条拿开时, 小母线自动脱落, 便于支架上增减母线操作。绝缘支架的作用:一是能使小母线与扁盒金属外壳有良好的绝缘, 二是增加扁盒抗外力强度。扁盒内部小母线纵向可动方向, 分别用绝缘挡板挡住。
扁盒两个侧旁对应电缆层每个电缆孔位子, 装一个带防尘罩、有上下两排接线端子或一个组合插座, 小母线通过母线上的专用接线夹, 将小母线按规律引到接线端子或组合插座上。
3 结论
经过对保护室屏顶的小母线绝缘措施改造后, 彻底地消除了工作人员在保护屏上带电作业触电的隐患, 给日常维护工作提供方便和安全, 确保变电站的正常运行, 有效地减少了风沙对屏顶小母线的侵蚀, 提高了小母线使用寿命, 降低了运行人员清扫设备的力度。技术改造时, 跳接线方便, 完全解决了原小母线全裸露的小母线的运行不安全、维护不方便、技改退出困难的缺陷;同时, 填补了国内的空白, 在电力系统推广使用, 可以提高整个电网的保护屏顶的安全可靠性。
参考文献
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[6]杨刚.用试验电压小母线带负荷快速检定零序方向 (功率) 保护继电器, 1991, 1.
完善保护屏顶小母线的绝缘措施 篇8
在变电站中各个保护屏大都采用屏顶小母线连接。屏顶小母线有220V直流控制小母线、220V直流保护小母线、220V交流小母线、100V电压小母线由小母线托架端子排引下本保护所需的电压、信号等保护公用回路。小母线的作用是汇集、分配和传送电能, 它们主要为控制、保护、柜内照明灯、加热器等其它设备提供电源, 小母线的是否稳定运行会影响到直流系统的, 是变电站安全运行的重中之重。
1 问题的提出
目前大部分变电站都采用户外设计, 特别是在西北地区, 有着风沙大的特点, 这就造成变电站的一次设备和保护室内二次设备经常着落大量灰尘, 直接会影响到设备健康运行。为了确保变电站的安全运行, 就要求运行人员每月和在设备停电检修的情况下对一次、二次设备进行清扫。由于保护室的保护屏都是按照间隔相邻摆放, 所以在对一次、二次设备停电或者设备清扫时都不会对屏顶小母线进行停电;而且在保护屏更换、倒换、立屏时, 保护人员也会因工作需要须在屏顶上工作。由于带电的屏顶小母线铜棒裸露在外, 会使工作人员在保护屏顶工作上易发生触电危险, 造成发生保护误动, 影响到变电站安全运行。为了保障工作人员在运行中的保护屏顶上安全工作, 这就提出了改进保护屏顶小母线裸露的现状, 使之在改造后, 既不能损坏小母线结构, 破坏保护屏整体美观, 又不影响运行保护屏的安全运行。
2 问题的解决
变电站保护屏小母线安装在保护屏的屏顶上, 布置结构采用上下双错层, 屏顶的小母线设计一般都采用直径6~8mm实心裸露的铜棒。消除小母线的触电隐患, 可以考虑在屏顶小母线上做好绝缘措施, 一般方法有三种: (1) 涂绝缘漆; (2) 安装绝缘套管; (3) 安装小母线盒。但在采用上述三种方法, 想要不影响相邻保护屏的正常运行, 就需抽调所要安装绝缘措施的保护屏, 难度、险度很大, 有时还必须通过放临时小母线电缆, 才能解决问题, 而且有的小母线需要剪断, 再接上, 这样不仅损坏了小母线的结构, 增多了可能产生的故障点, 对安全不利, 以上三种方法只对投运前和扩建时变电站较为实用, 对运行中的变电站都有不足之处, 受到环境、电源、工具等方面的限制。如果可以选用一种既绝缘, 又在小母线不需停电的状态下进行安装的绝缘材料, 就可以消除在小母线触电隐患。
3 材料的选用和安装
经过有效绝缘实验和筛选, 决定选用目前生产厂家生产的一种双壁热收缩套管。这种新型绝缘材料外层采用优质的聚烯烃合金, 内层热熔胶复合加工而成, 外层具有绝缘、防腐、耐磨等优点, 内层具有低熔点、防水密封和机械应变缓冲性能等优点, 并且可在不需停电状态下进行安装使用, 可以应用于电气设备的接线防水、防漏气, 电线分歧处的密封固定、金属管线的防腐保护、电线电缆的修补等场合。这种双壁热收缩套管的性能特性见表1:
这种双壁热缩套管有多种颜色可供选择, 根据设计规程规定可以采用不同颜色的双壁热缩套管标识区分, 安装起来安全方便, 只需两人配合, 使用热风机即可完成安全。安装后的小母线既不会影响到保护屏的整体美观, 而且还消除了工作人员在保护屏顶带电工作的触电隐患。至于选用何种规格的双壁热缩套管可以根据有关资料进行选择确定, 但安装双壁热缩套管的时需要注意以下几点:
(1) 安装后的双壁热缩套管不易摘除, 所以在安装双壁热缩套管前, 必须先对其进行可靠的绝缘性测试, 确保双壁热缩套管在安装后小母线能安全可靠地运行。
(2) 在安装双壁热缩套管前, 必须将屏顶及小母线进行认真清扫, 以免在使用热风机时吹起大量灰尘, 给安装者带来不便。
(3) 双壁热缩套管最好在单层设计的小母线上进行安装, 这样接触设备的面积小, 触及带电小母线的几率低, 可以保证人员和设备的安全可靠。
结束语
绝缘措施 篇9
架空配电网的绝缘化发展速度如此之快, 其优点是显而易见的。其有效地解决了城市的绿化树线之间的矛盾, 美化了城市景观, 提高了线路通道的利用率, 防止了环境污秽对导线的直接影响, 具有良好的社会效益和经济效益。但架空路线比较空旷, 易受雷电影响, 需采取必要的防雷措施。因此加强架空绝缘导线的防雷措施的研究, 能有效提高架空配电网绝缘化的发展速度。
1 架空配电绝缘化的优点
(1) 绝缘性能优良。绝缘导线外有绝缘层, 相比裸导线, 它能减小线路相间距离, 降低线路支持架件的绝缘要求, 提高同杆线路回路数, 有效防止因鸟虫等引起的相间短路。
(2) 防腐蚀。绝缘导线的绝缘层可避免导体氧化或酸雨腐蚀, 提高线路的使用寿命。
(3) 结构简化。可简化线路杆塔结构, 甚至可沿墙敷设, 这样既节省了线路材料, 又增加了城市街道的美观。
(4) 有利于城镇绿化。有利于城镇建设和绿化工作, 减少线路下树木的修剪量。
(5) 延长检修周期。绝缘导线的使用, 提高了线路的安全可靠性, 进而减少维修工作量, 延长检修周期[1]。
2 雷击断线的原因
雷击断线的主要原因是当雷电过电压造成绝缘子两相以上发生闪络, 并通过横担发展为异相之间接地时, 会在电线中流过几千安工频续流, 使导线瞬间融化而断线。国外大量经验数据表面, 架空绝缘导线雷击断线的几率比普通架空线大得多的多, 这是因为当导线被雷击时, 对裸导线来讲, 在电磁力等作用下, 续流电弧可以移动;而绝缘电线由于绝缘层的覆盖, 电弧点被固定, 故更容易被熔断[2]。
其次, 架空配电线路绝缘水平低也是雷击断线的重要原因。当架空线的绝缘水平低时, 其耐雷水平 (使绝缘子不发生闪络的临界电流值) 也必然低, 这样在雷击时绝缘子就更容易发生闪络或击碎现象, 进而扩大为断线事故。
除此之外, 配电网单相接地电容电流增大是造成断线的另个重要因素, 当发生单相接地故障时, 由于电容电流较大, 单相电弧不易自动熄灭, 因而可导致导线烧断。
3 绝缘导线的防雷措施
(1) 尽可能缩短继保整定的跳闸时间。虽然继保整定的跳闸时间整定到最小, 多次的架空绝缘导线雷击断线事故中, 均出现前加速保护, 其5倍动作电流动作时间在0.7s~0.75s之间。即使电流动作时间缩短到0.2s, 如果有雷击闪络, 几千安的短路电流通过, 也会导致导线损伤。但没有其他有效措施时, 缩短继电保护动作时间也是防雷的方法之一。
(2) 建议安装脱挂式氧化锌避雷器, 其安装位置是首、末端和每一个断连杆绝缘子的跳线处。其特点是安装简单、投资较少, 即使跳线断线也只是一小段悬在空中, 但不至于掉落, 可避免发生人身安全事故。一般情况下10k V线路遇到的是感应雷, 遭受直接雷击的可能性较小, 这种方法相对来说是可接受的。
(3) 对于没有采取有效防雷措施前的10k V架空绝缘导线, 在雷雨季节停用重合闸是有必要的, 这样可防止雷电击中、或重合闸后发生人身触电伤亡事故, 只在巡视全线发现无问题或事故处理后, 才能再恢复送电。
(4) 提高导线的绝缘水平。直线杆采用硅橡胶绝缘横担;在多雷电区, 断连杆的悬式绝缘子串应由原有的2只增加到3只, 并加大导线对杆塔的空气间隙, 这样可提高线路的绝缘水平, 从而提高导线的防雷能力。
(5) 延长闪烁路径。绝缘导线的线路应采用延长闪烁路径, 这样可使电弧容易熄灭, 局部增加绝缘强度, 如在绝缘导线与绝缘子相连处加强绝缘, 或者安装长闪烁路径避雷器等, 都可加强绝缘导线的防雷能力。
(6) 局部剥除绝缘。这方法主要针对多雷区而言, 局部剥除绝缘导线的绝缘, 使之局部成为裸导线, 从而使电弧能在剥离部分滑动, 而不是在固定的某一点烧蚀, 同时这样可为以后的施工提供一个挂地线点。
(7) 选用安普线夹。应尽量选用连接性能好的安普线夹, 因为在今后的10k V线路改造和检修中, 将逐步淘汰并沟线夹作导线连接器, 在线路的设计方面要严禁缠绕接线。
(8) 检查、整改接地装置。定期检查测量10k V线路接地装置的接地电阻值, 及时发现问题。若有不合格的接地装置, 应给护整改, 保证接地电阻值小于10欧姆。
(9) 配合协调城市建设, 做好电力保护的宣传工作。电力部门应及时了解城建动态, 积极主动与城建单位沟通、配合, 努力维护配电网的绝缘设施。而通过各种渠道宣传保护电网电线的责任与义务, 让市民知道破坏电力设施的后果[3]。
4 国内外有关防雷技术的研究进展
(1) 架设架空避雷线。其主要利用架空避雷线的屏蔽作用来保护供电线路, 架空避雷线在输电线路的防雷研究应用方面比较广泛普通。
(2) 安装金属氧化物避雷器。采用金属氧化物避雷器, 可截断工频续流, 限制雷过电压和配电线路的感应过电压。
(3) 安装线路过电压保护器。线路过电压保护器, 相当于带有外间隙的氧化锌避雷器。
(4) 使用钳位绝缘子。在绝缘导线固定处剥开部分绝缘层, 架装引弧放电间隙与特别设计的金属线夹。当雷击闪络时, 引发的工频续流在该金属线夹与绝缘子下金属脚间燃弧, 直至被线路开关跳闸切断, 从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。
(5) 使用防弧金具。在线路绝缘子附近负荷一侧 (背离电源侧) 的绝缘导线上安装防弧金具, 这样可使雷电过电压超过定数值时, 在防弧金具的导体电极和接地电极之间引起闪络, 形成短路通道, 接续的工频电弧便在防弧金具上燃烧, 可有效保护导线被烧伤。
5 结语
架空绝缘导线的优点是很多的, 具体如上所述, 因此在国内的运用越来越普遍。但架空绝缘导线的雷击断线事故也是非常有危害性的, 甚至可以威胁人们的生命和财产安全, 影响人们的正常用电生活。因此, 如何有效加强有关措施, 以提高架空绝缘导线的防雷能力, 将是一个影响其应用的能力和范围的问题。国内外的学者和施工工作者对此也做了不少工作, 可见, 绝缘导线的防雷措施的研究的意义是非常重要。
参考文献
[1]林旭宜.架空绝缘导线在10kV配电网中的应用及应注意的问题[J].电工材料, 2005 (1) :26～28.
[2]刘广清.架空避雷线在10kV架空绝缘导线上的防雷应用[J].自动化博览, 2006 (10) :44～45.