智能接线盒（共7篇）
智能接线盒 篇1
1 电压回路欠压或缺压判断
三相三线智能电能表正常运行时, 电能表显示屏有Uu, Uw显示。Uu表示接线盒中左起第一相对中相之间的电压, Uw表示第三相对中相之间的电压。Uu闪烁说明第一相电压欠压或缺压;Uw闪烁说明第三相电压欠压或缺压;Uu, Uw同时闪烁可能是中相欠压或缺压。至于是欠压还是缺压, 可以翻显Uu, Uw的电压值, 正常情况下Uu, Uw显示电压为100 V左右。注意智能电能表仍有Uv电压显示, 显示值为0 V。
2 电流回路缺相、短接判断
三相三线智能电能表正常运行时, 显示屏有Iu, Iw显示。Iu表示接线盒中左起第一个接入电流 (计量第一元件接入电流) , Iw表示第二个接入电流 (计量第二元件接入电流) 。若出现闪烁现象, 则说明该接入回路的电流处于缺相状态, 即可能电流断线或短接。电流数值的大小可翻显Iu, Iw, 由于是三相三线供电线路, 故其电流数值正常情况下基本相等。注意智能电能表中仍有Iv电流显示, 显示值为0 V。
3 电压相序判断
三相三线智能电能表电压正相序接线运行时, 显示屏中相序显示栏无显示。若电压是逆相序接线时, 显示屏中相序显示栏有“逆相序”字样。
4 两个计量元件功率方向判断
智能电能表计量元件虽然采用的是电子计算模式, 但仍可理解为机械电能表的两个计量元件。
若30°+φ或330°+φ的角度在0°—90°或270°—360°, 则对应元件功率为正向功率, 若角度在90°—270°, 则对应功率为反向功率。智能电能表Iu, Iw显示若有负号, 如-Iu, Iw或Iu, -Iw或-Iu, -Iw, 则说明相应元件功率方向为反向功率, 即该元件电压与电流之间的顺时针夹角在90°—270°。
5 电压或电流异相判断
智能电能表接线是否异相, 可通过翻显U相、V相、W相角度显示, U相角度显示是指Uuv与Iu顺时针夹角, V相角度显示应为0°, W相角度显示是指Uwv与Iw顺时针夹角。根据P1=UuvIucos (30°+φ) , P2=UwvIwcos (330°+φ) 可知, W, U相角度差值应为300°, 如不是300°, 则说明有异相情况, 至于是怎样的异相接线形式, 可通过下面的实例方法分析得出。
某用户换表运行一段时间后, 计量人员按要求对该用户计量接线检查, 发现换表后智能电能表仅有反向电能量而无正向电能量, 相序栏无逆相序显示, Uu, Uw无闪烁, Iu, -Iw无闪烁, 但Iw为负值, 翻显电压、电流、角度:U相电压100 V, V相电压0 V, W相电压100V;U相电流3.2 A, V相电流0 A, W相电流3.1 A;U相角度显示50°, V相角度显示为0°, W相角度显示170°。据了解该用户无自发电源。
根据上述抄查数据, 说明计量装置接线相序为正相序, 电压、电流没有缺相, 但U, W相角度差不为300°, 可以判断电能表电压、电流接线异相。计量装置接线相量图如图1。
各测量元件瞬时测量功率表达式
由此分析得出:智能电能表反映的总功率是反向的。同时第一元件瞬时功率为正向, 第二元件瞬时功率为反向。符合电能表显示信息。
智能接线盒 篇2
1 接线过程繁琐耗时长的分析
智能表的接线, 如图1。
1.1 电压接线是1根护套导线, 一端接在检定装置电压输出口上, 另一端分出4根导线焊接鳄鱼夹分别接在电能表A相、B相、C相电压端和地端。
1.2 有功、无功脉冲线是1根三芯护套线, 一端连接脉冲盒, 接在检定装置的脉冲输入口;
另一端焊接3个鳄鱼夹, 分别接电能表的有功脉冲、无功脉冲和测试地。
1.3 RS485通信线是1根2芯护套线, 一端接在检定装置的RS485通讯输出口;
另一端有2个鳄鱼夹, 分别接在电能表RS485的A, B通讯口上。
1.4 多功能 (时钟信号、需量周期、时段切换) 测试线和RS485通讯线一样, 其中1个鳄鱼夹接电能表的多功能三合一输出口采集秒脉冲、需量周期、时段投切信号, 另1个鳄鱼夹接电能表的多功能地。
检定1块三相智能电能表, 所有的脉冲接线都要用到“鳄鱼夹”, 对检定1批 (犯块) 三相智能电能表所需鳄鱼夹的数量进行了统计, 见表1。
结论是每挂、拆1批表都要重复夹, 拆鳄鱼夹, 人工重复接线的方式是造成接线效率低的关键。
2 改进措施
如今, 电力行业发展日益向高效化、智能化、规范化发展, 电力设备市场中流通的电力设备及电力装置都是按照统一的标准生产的, 所以尽管生产电力设备的厂家有很多, 但所生产出的电力装置规格都是一致的, 无论是型号还是大小都有一个统一的生产标准, 三相电能表的生产工作同样也是如此。在此规范下生产出来的三相智能电能表的接线盒大小都是一样的, 所以在进行接线安装时相关工作人员可以根据接线盒的大小来定制对导线进行安装模具, 并使用压接的方法来进行导线安装。
使用这种模式进行导线安装首先需要把电能表安装装置中连接于电压接线及脉冲接线的鳄鱼夹固定在安装模具的脉冲接口上, 注意在固定过程中要特别关注鳄鱼夹安装的对应性。而模具的脉冲接口则需要按照电能表上每个功能输出端钮的具体方位来进行确定及调节, 其中一端需要连接鳄鱼夹, 而另一端则需要与金属弹簧针相连接, 在安装模具压接到智能电能表输出端的同时, 金属弹簧针会直接将电压输出端子与功能输出端子一起顶住, 同时使这两端形成密切连接, 以此来实现采取脉冲输出信号样本的目的。而在进行拆表操作时仅需将对导线具有压接功能的模具取下即可, 并不必将连接在一起的导线拆卸下来。之后, 对于接下来进行检定的电能表在进行检定时相关工作人员直接将压接模具压接在电能表上即可完成检定工作, 不必对其进行重新接线, 这极大的节省了检定接线安装的时间, 实现了简化检定接线流程的目的。在此过程中省去了对鳄鱼夹进行连接的复杂过程, 还有效防止了鳄鱼夹发生弹落及碰撞的现象出现。
在压接过程中所使用的压接模具主要是由树脂材料或塑料材料制成的, 而模具的内芯及外壳通过浇筑的方式形成了一个统一的整体, 相互嵌合起来。一般情况下, 这种模具上会有25个连接孔槽, 模具端口一表2接线拆线的时间对比表侧需要同对电能表执行检测的装置的脉冲输入端口相连接, 而另一侧的端口需要与向外延伸的两条弹簧金属针向连结, 而弹簧金属针可以沿着其中心线的方向进行延伸及收缩移动, 这样有利于确保弹簧金属针与电能表结构连接的密切性, 增强接线安装效果。
使用时, 只要将压接模具的压接把手向下扣动。接线模具向内压紧, 模具内弹簧金属针触及到三相智能电能表各脉冲输出端钮, 检定结束后, 同时再轻抬模具压接把手, 使接线盒松开, 将表计拆下, 保留模具上的接线。下次挂上表计时, 只需重复压接接线盒模具, 避免再次接线。
3 效果检查
现将2种接线方式“挂、拆”1块三相智能表进行接线步骤对比:
采用压接方式, 接线和拆线的步骤只需6个, 比原接线方式所需步骤减少40%, 与此同时, 避免了鳄鱼夹子在电能表检定接线中引起的接错线、夹子脱焊、互碰短路等影响电能表检定过程的现象, 根本上解决了人工重复夹、拆鳄鱼夹的接线方式带来的重复劳动。
用压接接线方式在32表位的电能表检定装置上进行接线操作, 1批三相四线智能电能表的“挂、拆”累计时间比原接线方式缩短56%, 大大提高了工作效率。 (表2)
结束语
总而言之, 随着电力系统的运行压力之间增大, 运行要求日益丰富, 社会求需求增加使使得电力系统想运行要求也在不断增长。在电力系统智能化发展的今天, 三相智能电能表接线安装作为电力系统智能化建设中的一个重要环节, 其检定及接线工作的要求也在不断提升。根据实际发展情况对检定接线方式进行创新是提高电力系统服务质量的重要方法, 能够有效改善传统施工方法施工难度大的问题, 同时还能实现检定环节简化, 极大的节省了三相智能电能表在检定安装工作中需要消耗的人力、物力及财力, 对我国经济发展水平继续提升具有十分重要的意义。
参考文献
[1]啜斌, 刘卫强, 刘晓霞, 王庭钧, 单丽.三相智能电能表检定的一种改进接线方式[J].电子世界, 2015 (21) :184-185.
智能接线盒 篇3
智能变电站是建设坚强智能电网的关键环节之一,经过若干年的工程实践,积累了大量经验,同时也暴露出了在智能变电站设计、施工、运行和管理等诸方面存在的技术问题。特别是在常规变电站的智能化改造中,由于各制造商对规范、标准的理解存在差异,设备制造和设计施工过程不规范,导致智能变电站呈现出多种技术形态,表现最突出的环节在于过程层和间隔层的IED(智能电子设备)配置方案过于繁杂,缺乏统一规范[1]。
本文从110 k V智能变电站二次设备的规范化配置出发,以相关规范[2]为依据,结合工程实践[3,4,5],研究了在内桥接线、线变组接线、扩大内桥接线和单母线分段等典型接线型式下过程层和间隔层IED的配置方案。通过配置方案的规范化,为IED设备的研制和生产提供了原则性的指导意见,减少了IED设备的种类和型号,既有利于提高智能变电站的施工和运行管理水平,也有利于IED设备研发、制造成本的降低。
1 110 k V智能变电站IED配置原则
众所周知,智能变电站以信息数字化和通信网络化为基本技术特征,信息数字化的实现以非常规互感器和智能一次设备为主要手段,通信网络化主要通过基于IEC 61850的以太网技术实现。然而如何实现以上技术特征,在具体工程实践中应该区别对待。相比较高压变电站,110 k V智能变电站的建设具有一定的特殊性,IED配置的基本原则包括:
1)采用常规互感器,由MU内部的AD转换模块实现模拟量信息数字化,MU同时具备电子式互感器接入能力。
2)除特殊要求外,过程层不采用交换机[6],SV报文和GOOSE信息的传输采用点对点模式采用点对点直连方式,SV采用IEC 61850-9-2格式[7]。
3)采用常规一次设备,为断路器和变压器配置智能终端[8],分别完成断路器的操作、控制和变压器的状态监控、非电量保护等功能。
4)全站继电保护功能使用的采样值信息不依赖于GPS时钟,跨间隔数据同步由保护装置采用数据插值方式实现。
5)变压器保护接入的MU全部采用双重化冗余配置,变压器保护装置采用主后一体化设计,双重化配置;低电压等级采用功能一体化的IED,实现分布式就地安装。
2 110 k V电压等级的过程层IED配置方案
110 k V变电站中110 k V电压等级的主接线型式相对固定,按照上文确定的IED配置原则,本节详细阐述四种典型接线型式下过程层IED的配置方案。
2.1 内桥接线型式
内桥接线型式以较少的一次设备投资获得了较灵活的运行方式,在按照终端负荷站设计的110 k V智能变电站中被广泛采用。图1给出了内桥接线型式的MU和智能终端的配置方案。
与2台变压器保护相关的MU均按照双重化冗余配置,包括1#进线MU1、2#进线MU5及桥开关MU2。MU直接采集3组常规电流互感器(保护、测量和计量)的输出并进行AD转换,同时接收由母线合并单元MU3、MU4发送来的SV9-2帧格式的电压采样值,并完成数据同步功能。母线MU按照保护与计量分开配置的原则,MU4完成计量电压的采集和并列功能,MU3采集2组PT的保护电压,通过判断桥开关位置完成电压并列功能,将并列后电压发送给各间隔MU和母线测控、备自投、录波以及低周减载装置等。
以桥开关2DL配置的智能终端为例,继电保护以点对点直连方式发送GOOSE跳闸信号,需接入2台主变的差动保护、各侧后备保护以及备自投动作的跳闸GOOSE信号,同时将桥开关的位置信号GOOSE发送给母线MU和录波装置。
1#进线MU1与2#进线MU5的输出可分别适应变压器保护主后备一体化及主后备分置两种间隔层IED配置方案,具体SV输出的连接对象见图1描述。
2.2 线变组接线型式
随着用电负荷的增加和日益集中,内桥接线型式的变电容量趋于饱和时,需对变电站进行扩建,增加一台主变后主接线型式可有两种选择,即内桥+线变组接线和扩大内桥接线。
内桥+线变组接线方式中,有2台变压器采用内桥接线,第3台变压器按照线路变压器组方式接线。图2给出了线变组接线型式下MU的配置方案。差动保护与计量公用MU。
2.3 扩大内桥接线型式
图3给出了扩大内桥接线型式下MU的配置方案。相比内桥接线,增加了1台主变和1台桥开关,主变高压侧配置独立的3组常规电流互感器,用于高后备保护、测控和计量,主变差动保护仍直接使用进线电流和桥开关电流。
母线合并单元MU3、MU4分别接入3段母线的保护电压和计量电压,根据2台桥开关的位置完成3段母线的电压并列功能,母线MU需要接入5路GOOSE信号以完成电压并列功能。
2.4 单母线分段接线型式
对于110 k V进线回数较多的变电站,为获得更灵活的运行方式,采用单母线分段的接线型式,图4给出了该接线型式下MU的配置方案。与(扩大)内桥接线型式的主要差别在于需要单独配置出线MU,并且主变保护装置不再接入进线MU和桥(分段)开关MU。
3 间隔层IED配置方案
3.1 变压器保护测控装置
主变保护测控功能的实现可以按照以下两种方案配置:1)主后备保护一体、双重冗余配置,单独配置主变的测控装置;2)主保护与后备保护分置,后备保护测控合一。
无论采用上述两种方案的哪种,MU都采用双重冗余配置,如图1所示。第一种方案采用的IED数量较少,而且可以做到保护功能的完全双重化,但在采用保护GOOSE直接跳闸时,需要IED提供足够多的GOOSE光口;当变压器中低压侧存在分支开关时,采用第二种方案将使IED的数量有所增加,IED之间的信息交换也会同时增加。
3.2 备用电源自投装置
备自投装置在智能变电站中的应用与常规变电站中最大的差异在于以下两个环节:模拟量的输入和跳合闸信号的输出。在智能变电站中,前者采用点对点模式从对应的MU接收SV9-2数据帧实现;后者采用点对点模式的GOOSE信号,发送给对应的断路器智能终端实现。
智能变电站中110 k V电压等级的备自投应用在四种典型接线型式中以扩大内桥接线最为复杂。扩大内桥接线的常规变电站中往往囿于模拟量采集通道限制,需要使用2台装置相互配合实现备自投逻辑,在智能变电站中即便采用点对点接入SV9-2采样值的模式也完全可以用1台装置实现扩大内桥接线备自投逻辑。
扩大内桥接线的备自投装置需要接收的保护动作闭锁信号数量较多,若采用GOOSE直连方式,必然要求备自投装置具备大量通信口,为减少光口数量可增加保护闭锁信号接入的过程层交换机。
3.3 中低压馈线间隔的IED配置
在110 k V智能变电站的新建或改造工程中,35k V及以下电压等级的间隔如果按照过程层与间隔层设备分别独立配置,必然会增加大量的合并单元、智能终端等过程层设备,不但增加投资而且不易就地安装,需占用屏柜空间。因此,对于中低压馈线间隔采用功能一体化IED[9],实现分散就地安装于开关柜上。
如图5所示,功能一体化IED将过程层的合并单元、智能终端以及间隔层的测控、保护功能全部在1台物理装置中实现。电流和电压信号仍采用电缆连接方式,多段母线的电压并列功能由传统电压并列装置实现。为实现跨间隔的信息共享,如果采用过程层网络,功能一体化IED也可以接入SV网络和GOOSE网络。
4 结论
针对110 k V变电站的特点,依据相关标准和规范文件,研究了内桥、线变组、扩大内桥和单母线分段等主接线型式下过程层和间隔层二次设备的典型配置方案,根据配置方案总结了IED应该满足的基本功能需求。
按照本文给出的典型接线型式的IED配置方案已经成功应用于山东、安徽、宁夏等近二十座110 k V智能变电站的新建和改造工程中,实践证明本文的配置方案在保证技术先进性的同时,很好的兼顾了经济性和可靠性,进一步规范了110 k V电压等级的智能变电站IED配置方案,对常规变电站的智能化改造有一定的指导意义。
参考文献
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[3]王晓晨,黄继东.基于直采直跳模式的智能变电站的母线保护应用研究[J].电力系统保护与控制,2011,39(19):150-154.WANG Xiao-chen,HUANG Ji-dong.Practical research on point-to-point model of bus protection in smart substation[J].Power System Protection and Control,2011,39(19):150-154.
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高压计量装置应安装接线盒 篇4
在以往的工作中也多次遇到此类情况, 严重影响了供电企业的声誉和效益。专用计量装置应有专门标志的接线试验端子, 以便带电拆装电能表、现场检验电能表以及检查接线是否有误。互感器二次回路应安装试验接线盒, 便于实施带负荷校表和带电换表。在实际工作中, 成套的高压计量柜、室外高压计量装置等多数没有接线盒, 即使设备带的有, 安装人员嫌费事也没有使用或没有正确接线, 不知道或忽视了接线盒的重要作用。如果当时在电能计量装置中安装一只电能计量联合接线盒, 仅增加几元钱投资, 即可解决所有问题。
(1) 电能计量联合接线盒的正确接线方法。电能计量联合接线盒端子图如图1所示, 接线盒下端接线端子1、端子5、端子9分别接电压互感器二次侧的U相、V相、W相, 端子2、端子4分别接U相电流互感器二次侧K1和K2, 端子6、端子8分别接W相电流互感器二次侧K1和K2。接线盒上端接线端子1、端子5、端子9分别和电能表的电压端子U, V, W并接, 端子2、端子3接电能表的U相电流元件, 端子6、端子7接电能表的W相电流元件。无论是带电拆装电能表, 还是现场检验电能表以及检查接线, 接线盒下端接线端子上的导线不能动, 也不需要动。
(2) 带电拆换电能表的接线方法。把接线盒端子1、端子5、端子9电压连接片断开, 4个电流连接片短接, 即端子2、端子3, 端子3、端子4, 端子6、端子7, 端子7、端子8之间用连接片短接, 就可拆换电能表了。
智能接线盒 篇5
一、矿用高压电缆接线盒
矿用高压电缆接线盒是煤矿井下应用较多的设备其主要由防爆外壳、接线端子和基座组成, 防爆外壳为钢板结构, 上盖采用螺栓压紧结构, 两侧为电源线进出线端口, 接线端子位于壳体内的基座上, 连接时采用压板将电缆接头压接, 接线端子固定在机座上, 基座为高压瓷瓶结构, 基座上设有辅助接线端子。矿用高压电缆接线盒适用于爆炸性气体 (甲烷) 和煤尘混合物的矿井中, 用于连接交流50Hz, 电压3.3k V、6k V和10k V电网中的电缆。矿用高压电缆接线盒用于周围空气温度-20℃—+40℃、空气相对湿度不大于95% (+25℃) 、无强烈颠簸和冲击震动、无滴水和雨雪侵入的工作场合。
二、矿用高压电缆接线盒温度监测系统设计
煤矿井下巷道结构复杂, 大部分为树形或者鱼刺形结构, 井下电网结构十分复杂, 高压电缆接线盒具有分布面广、相距较远、集中性差等特点。结合以上特点, 以数字信号处理器 (DSP) 为核心设计矿用高压电缆接线盒温度监测系统, 系统主要由DSP最小系统、温度检测单元、超温报警单元、显示单元和通信单元组成, 其中DSP最小系统采集温度监测单元反馈的数据, 并进行计算、处理;温度检测单元用于接线盒内部温度测量, 超温报警单元以声音和光的方式提示超温故障, 显示单元用于显示系统的工作状态和接线盒内部温度情况, 通信单元用于实现监测系统与计算机之间的通讯, 下边对DSP最小系统、温度检测单元和超温报警单元进行详细设计。
2.1 DSP最小系统设计
数字信号处理器 (DSP) TMS320F2812最高数据处理频率可达到150MHz, 具有12位16通道模/数转换器, 单路转换时间最快可达60ns, 具有浮点型数据计算函数库, 能够在定点处理器上实现浮点计算, 同时在处理器中集成了具有串行通信和e CAN通讯标准通信接口, 方便了与上位机和一些测量设备的数据传送, 在伺服电机控制、电气设备状态监测、汽车通讯和航空航天等领域具有广泛的应用。
2.1.1电源电路设计
TMS320F2812工作需要内核1.8V和I/O端口3.3V两种供电电压, 选用正向低压降稳压器AMS-1117为DSP内、外核供电。AMS-1117具有可调输出和固定输出两种模式, 固定输出电压档分为1.5V、1.8V、2.5V、2.8V、3.0V和3.3V等, 输出精度可达1%, 系统选用输出电压为3.3V和1.8V的AMS1117-3.3及AMS1117-1.8为DSP芯片供电。双稳压芯片供电电路如图1所示, AMS1117-3.3稳压芯片输入5V的直流电压输出3.3V的直流电压作为TMS320F2812的处理器供电电源, 同时3.3V供电电压上电后, 通过稳压芯片AMS1117-1.8的稳压后输出1.8V的内核供电电压, 为DSP的内核供电, 实现了双电压供电方式。
2.1.2系统时钟和复位电路设计
时钟的质量和精度直接关系到检测系统的测量精度和可靠性。本文选用30MHz有源晶振为DSP提供外部时钟信号, 经过DSP的PLLCR设置锁相环的工作模式和倍频系数, 输入5倍于时钟信号的乘法因子得到150MHz的内部时钟信号。为了使DSP能够在上电后自动加载FLASH中的程序, 需要设计可靠的复位电路, 如图2所示。电阻R、极性电容Cr和复位开关共同组成系统复位电路。当电源上电后, 利用电容Cr的充电, RS复位端维持低电平状态, DSP上电自动复位操作成功, 复位后DSP程序从000h开始运行。
2.2温度检测电设计
监测系统主要对矿用高压电缆接线盒的内部接线端子进行温度测量, 选用温度传感器AD590作为温度测量元件, 测量时将温度传感器粘贴在电缆接线盒内部接线端子上, 传感器输出信号经过LM358运算放大器和HCNR201光电耦合后发送给DSP芯片, 温度检测单元电路如图2所示。AD590是美国AD公司研制的一种电流式集成温度传感器, 这种器件在被测温度一定时, 相当于一个恒流源, 输出1μA/K正比于绝对温度的电流信号, 具有较强的线性度和抗干扰能力。
2.3超温报警单元设计
监测系统超温报警单元由蜂鸣器和发光二极管组成, DSP的数字信号输出端口输出端和电阻、报警指示灯相连接, 矿用高压电缆接线盒温度过高时DSP输出高电平, 报警指示灯 (发光二极管) 闪烁, 同时与蜂鸣器相连接的DSP端口输出高电平, 三极管导通, 蜂鸣器发出报警警报, 提醒工作人员进行超温事故处理, 同时设有复位电路, 用于关掉报警信号。
三、结束语
本文矿用高压电缆接线盒温度测试问题进行研究, 设计了基于DSP的温度实时监测系统, 重点设计了DSP最小系统、温度监测单元和超温报警单元。监测系统具有结构简单、稳定性能高和实时性好等优点, 为煤矿井下高压接线盒状态监测与评估技术的发展奠定基础。
参考文献
[1]国家安全监管总局国家煤矿安监局.关于进一步加强煤矿安全监管监察工作的通知.[2012]130号;
[2]周龙, 陈明义.电力电缆绝缘性能检测方法分析[J].武汉工业学院学报, 2003, 22 (2) :60-62.
智能接线盒 篇6
2014-05-16T13:50左右, 某公司4#炉B引风机电机主接线盒内发生短路跳闸。电气人员在停电后检查发现, 接线盒内存在明显的短路故障, 接线盒窥视窗玻璃被震碎、破裂, 散落在电机周围地面上, 窥视窗的密封胶条落在接线盒下侧电机的平台上, 接线盒内有塑料燃烧时浓郁的刺鼻气味, 内壁被烟气熏黑, 电机接线端子处有严重的烧熔现象, 靠近接线端子的接线盒内壁有放射状飞溅熔铜渣点。此外, 在给电机供电的3根10 k V电缆中, 中间的1根A相有豌豆大小的熔洞。
继保人员对4#机B引风机开关保护装置进行了检查, B引风机WDZ-431EX电动机差动保护装置存在比率差动保护动作, 动作值为:DIa=24.85 A、DIb=20.50 A、DIc=20.96 A、Hia=125.46 A。
此外, 该装置还存在差动速断保护动作, 动作值为:DIa=10.87 A、DIb=9.95 A、DIc=2.67 A、Hia=5.60 A。
WDZ-430EX电动机综合保护测控装置存在电流速断保护动作, 动作值为:Ia=20.54 A、Ib=20.36 A、Ic=15.48 A, Qr=0.06 A。
继保人员对故障录波器进行了检查, 并调取了故障时高厂变低压侧的电压波形。
2 故障分析
2.1 故障现象
从电机主出线盒三相接线柱发生的故障情况看, 主接线盒内部发生了严重的三相短路故障, 导致接线柱裸露部分烧熔, 瞬时释放能量将熔化的铜导体飞溅至内壁, 并将视窗玻璃震裂跌落到地面。
给电机供电故障电缆的A相在距离分叉根位置不远处有豌豆大小的熔洞, 往里可看到导体。这是因故障时高温引起导体烧熔造成的, 而根本原因可能是电缆发生了单相接地故障。
从已有的现象看, 接线盒内部发生了上述2种故障, 即电缆单相接地故障和电机接线柱处三相短路故障。
从引风机电机开关保护装置的情况看, 电机接线盒内部的2种故障都可能引起保护动作。
从故障录波器调出的曲线看, 高厂变低压侧B段母线A相的电压最先降低, B, C相母线电压随之升高, 最终导致三相母线的电压全部为0.曲线变化证明, 在引风机电机中, 先发生了A相接地故障, 再发展为三相短路故障, 进而引发继电保护装置动作。
2.2 故障原因
引起电缆故障的主要原因是电缆终端头处绝缘被损坏。经了解, 给电机供电的3根电缆中, 故障的2根为基建时施工人员制作的, 第3根是环保改造引风机增容时, 新增的同型号电缆。电缆终端头处绝缘被损坏可能是因为在制作电缆终端头的过程中, 施工人员可能用电工刀或切割工具损伤了绝缘层、半导体层没有被剥离干净或安装的应力管没有有效分散切向电场。此外, 还可能因为在施工人员推拉拽扯旧电缆的过程中, 电缆终端头受到损伤, 在投运期间, 受伤部位长期处于不利电场力的作用下, 绝缘被破坏到一定程度时, 产生了电缆芯线对半导体层放电, 即发生单相短路故障。
电缆单相 (A相) 对地放电时会产生过电压, 在过电压的作用下, 加之接线盒内部三相接线柱上的电缆与电机引出线连接后, 没有绝缘包扎裸露的导体, 进而引发了完全的三相短路故障。
3 故障的处理和预防措施
3.1 故障的处理措施
针对上述故障情况, 电气专业人员对接线盒内部的各连接线进行了拆解检查, 对电缆、电机相间对地绝缘进行了测试, 并在绝缘良好的情况下, 打磨处理了伤损的电缆铜线鼻子、电机引出线的铜线鼻子和接线柱的连接紧固螺丝, 对损坏严重的螺丝进行了更换, 对连接片 (铜排) 进行了打磨处理, 去掉了损伤绝缘, 并重新热缩了10 k V绝缘管。此外, 还对接线盒内部进行了彻底清理, 并重新涂刷了绝缘漆。
对电缆故障部位采用了专用的开挖工具, 清理了熔孔内的杂物, 包括损伤绝缘, 并用酒精对孔内及孔两侧的电缆绝缘管进行了彻底清理。在确保干净的前提下, 用环氧胶配F级绝缘带填满了熔孔, 待填充物硬化、干燥后, 对小孔两端原热缩绝缘管两侧用酒精进行了清理, 并在故障相电缆上重新热缩了约700 mm的10 k V绝缘管, 从而使故障电缆相恢复了正常。继保人员还对引风机开关保护装置进行了全面检查, 对装置分别进行了校验, 验证了上述装置反应动作灵敏、可靠。此外, 还对电缆和电机进行了全面检查和电气试验, 电气试验合格后, 电机重新投入运行。
3.2 故障的预防措施
应提高电缆终端头的制作质量, 这是避免类似故障的关键。这要求检修维护人员一定要掌握电缆的结构特点和电缆终端头的制作工艺, 特别是要熟悉电缆的外护套、钢凯、内护套、铜屏蔽、外半导体层、绝缘层、内半导体层和芯线在电缆构造中的作用, 以及制作终端头时有关构件的切割和预留长度。需要重点注意的是, 制作铜屏蔽端口时, 一定要严格按照施工工艺制作, 严禁损伤绝缘, 从而保证终端头能有效分散切向电场。
在开展类似的检修或技术改造时, 施工人员严禁以野蛮的作业方式推拉拽扯, 避免电缆, 特别是终端头部位受到伤害, 进而给电缆的安全运行埋下隐患。同时, 选用新电缆时, 一定要选用正规厂家生产的质量可靠的品牌电缆。此外, 制造厂商也要提高自身的制造质量, 把好出厂关, 杜绝不合格的产品出厂。
在本次故障中, 单相接地引发的三相完全短路问题突显了出来。这是因为原先接线盒内部接线柱上的电缆与电机引出线金属导体连接的部位没有进行绝缘包扎。因此, 应强化接线盒内部的绝缘, 包括加强电缆的绝缘外。此外, 在接线端子上的电缆与电机引出线的金属导体的连接部位也要包裹不少于电缆或电机主绝缘的绝缘材料。
4 改进措施
智能接线盒 篇7
1 实验部分
1.1 实验原料
羟基封端的线型聚二甲基硅氧烷(粘度:25℃5000mm2/s)山东省莱州市金泰硅业有限公司;羟基封端的线型聚二甲基硅氧烷(粘度:25℃,50mm2/s)山东省莱州市金泰硅业有限公司;三甲基硅氧基封端的线型聚甲基硅氧烷(工业级)厦门市中信隆进出口公司;低分子液态环氧树脂E-51(分子量500～1000)上海树脂厂;烯丙基封端的聚醚(≥90%)上海树脂厂;低分子量改性聚酰胺(工业级)天津燕海化学有限公司;阻燃剂H2Pt Cl6(工业级)广州市正通化工有限公司;气相白炭黑(粒子粒径5nm)广州华力森贸易有限公司;甲基硅油(平均聚合度为40)山东省莱州市金泰硅业有限公司;碳酸钙微粉(平均粒径为0.08μm)广西贺州市桂宝粉体公司;促进剂苄基二甲胺(工业级)杭州中香化学有限公司。其余均为市售分析纯。
1.2 密封剂的制备
1.2.1 密封剂的配方
电缆密封接线盒密封剂的配方如下表1所示。
A组份与B组份的质量比为5:1。
1.2.2 密封剂制备工艺流程图
电缆密封接线盒密封剂制备工艺流程图如图1所示。
1.3 性能检测
密封剂的物理力学性能按照国家标准进行测试。采用ZC-46A型高阻抗计测定密封剂胶层的体积电阻率,在100mm×120mm的玻璃钢片单面涂覆涂料,每种测试采用5组试样在100V下做平行试验。
2 结果与讨论
2.1 基体树脂的选择
基体树脂是形成密封剂的骨架和增强填料的载体,基体树脂的正确选择,不仅决定密封剂的力学性能和电性能,而且还影响密封剂的耐候性、可维修性能和使用寿命。传统的高性能密封剂中基体树脂大致分为三类,聚硫、硅酮、聚氨酯[1]。聚硫树脂密封剂的应用最早,但是固化促进剂用的是铅类氧化物,其缺点是低温固化速度慢,易老化变硬,且有臭味;硅酮树脂类密封剂固化快,不起泡,胶层耐热性良好,但其装饰性差,胶层内物易渗析迁移,玷污周围饰物,且价格昂贵;聚氨酯树脂类密封剂固化速度快,但是固化时易释放出二氧化碳气体,使胶层易生气泡,造成胶层的耐热性差,对湿气敏感,易变色,且在应用过程中因含有较多的有刺激性气味的异氰酸酯,对工作人员及环境有害,不环保。
有机硅密封剂是近年来发展起来的一类新型的高性能密封剂,该类密封剂具有以下优点:(1)物料混合后,化学反应的放热量适宜,流动性好,渗透力好,密封可靠;(2)固化后具有弹性,不脆、不裂、耐磨、耐老化、可随意弯曲、拉动;(3)具有良好的抗震性能;(4)耐酸、耐碱、耐海水、透湿性低,即具有良好的防水性能;(5)不含溶剂等分散介质,环保。但是单一的有机硅密封剂存在粘接性能差,强度低等缺点,因此我们用液体有机硅橡胶与低分子液态环氧树脂和聚醚共混改性的方法[2],制备了有机硅改性聚醚环氧树脂。同时,采用该有机硅改性聚醚环氧树脂为密封剂的基体树脂,并向其中加入固化剂、阻燃剂、促进剂、脱模剂及增强填料等制备出可维修电缆密封盒密封剂,该密封剂在固化过程中不放热也不吸热,且固化过程中收缩小,固化物具有良好的弹性、电绝缘性、耐高低温性、耐老化性和耐盐水性,且防震、防尘,易使用维修[3,4]。
2.2 密封剂胶层的电气性能
目前,电缆接线盒出现的海水渗漏、接线盒内部潮湿、密封效果不佳等问题,导致接线盒内接线端子的绝缘电阻下降,甚至短路,影响了电气设备的正常工作。为了克服以上弊端,采用接线盒内灌注特种密封剂的方式,对接线部位进行密封保护,达到即使接线盒内渗亦不影响电气性能的作用,使接线盒整体密封的效果良好,从而保证各个电气设备的正常工作使用。鉴于工艺要求,电缆密封盒密封剂应具有良好的电气绝缘性能,应对频率及温度变化稳定,并具有优异的耐电弧及耐电晕性能。
环氧树脂、聚氨酯、有机硅改性聚醚环氧树脂的电气性能见表2所示:
由上表可见,环氧树脂、聚氨酯、有机硅改性聚醚环氧树脂的电性能均较好,其中有机硅改性聚醚环氧树脂的耐电弧范围、体积电阻率范围最宽,可调节范围大,而且有机硅改性聚醚环氧树脂的介电常数最小,电性能较优。
2.3 密封剂胶层的使用寿命
电缆接线盒密封剂的耐候性越好,使用寿命越长,密封胶的性能就越好。几种密封剂胶层的使用寿命见表3所示。
由表3可知,有机硅改性聚醚环氧树脂密封剂的使用寿命最长,聚氨酯树脂的使用寿命次之,聚硫密封剂的使用寿命最短。
2.4 密封剂胶层的物理性能及环境适应性能
密封剂胶层的物理性能及环境适应性能见下表4所示。
3 结论
本文采用液体有机硅橡胶与低分子液态环氧树脂和聚醚共混改性的方法,制备了有机硅改性聚醚环氧树脂。同时,采用该有机硅改性聚醚环氧树脂为密封剂的基体树脂,制备的可维修电缆接线盒密封剂,该密封剂在固化过程中不放热也不吸热,固化过程中无收缩,固化物具有良好的弹性、电绝缘性、耐高低温性、耐老化性和耐盐水性,且防震、防尘,易使用维修。
摘要：采用液体有机硅橡胶与低分子液态环氧树脂和聚醚共混改性的方法,制备了有机硅改性聚醚环氧树脂。同时,采用该有机硅改性聚醚环氧树脂为密封剂的基体树脂,并向其中加入固化剂、阻燃剂、促进剂、脱模剂以及增强填料等制备了可维修电缆接线盒密封剂,该密封剂在固化过程中不放热也不吸热,且固化过程中无收缩,固化物具有良好的弹性、电绝缘性、耐高低温性、耐老化性和耐盐水性,且防震、防尘,易使用维修。
关键词：有机硅,密封剂,弹性,耐盐水性
参考文献
[1]夏磊,陈立班,杨淑英.硅改性密封剂的进展[J].广州化学,2000,(02).
[2]高磊,杨俊华.有机硅改性聚合物的新进展[J].化工新型材料,1999,(04).
[3]晨光化学研究院.有机硅单体及聚合物材料及应用[M].北京:化学工业出版社,1986,307.