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处理电厂6 kV 共箱封母绝缘水平低的办法分析

现代大中型电厂从高压厂用变压器及起动/ 备 用变压器到6 kV 开关柜基本上选用6 kV 电缆母线 或 6 kV 共箱封母衔接。现在已建好或正在建造的 电厂中, 由国外总承揽及单个国内自个建的电厂, 如 珠海电厂、沙角 C 厂、吴径八期选用 6 kV 电缆母 线, 而绝大多数电厂则选用6 kV 共箱封母。因素是 电缆母线的造价较高, 是共箱封母的 3~ 5 倍摆布, 另一方面是国产电缆曲折半径较大, 构成电缆母线 的外形, 特别是换共处尺度较大, 安置较为艰难, 而 选用进口电缆又进一步添加造价, 故多选用共箱母 线。但由于6 kV 共箱封母构造欠佳, 影响其绝缘性 能。这篇文章试就 6 kV 共箱封母存在的缺点, 联系工程 实例, 提出处理疑问的个人见解。
 
6 kV 共箱封母存在的缺点
 
共箱母线内三相母线均选用暴露的矩形母线, 箱体只能起通常的关闭作用, 密封功能不是极好, 无 法有效地防止潮气、粉尘等进入。以往的6 kV 共箱 封母基本上选用传统的瓷绝缘子, 瓷绝缘子是一种 硅酸盐的烧结体, 影响技能的要素许多, 质量亦难以 确保, 瓷构造的不细密、多晶体共存的都难以防止其 内部存在空地, 在导体的长时刻无规律振荡下, 空地逐 渐扩展, 在强电场作用下极易发生击穿使绝缘下降。 即便是无缺的瓷绝缘子, 由于其外表易吸附水膜及 易吸附空气中的盐份和尘埃, 构成导电通路, 然后有走漏电流沿绝缘子外表经过, 发生部分放电, 致使母 线绝缘大幅度下降, 乃至在运转电压下瓷绝缘子表 面的放电开展为电弧闪络, 构成事端。关于建在海 边的大电厂由于湿度大、空气含盐量高, 状况最为严 重。依据台山电厂、湛江电厂等多个电厂的记载, 在 空气中湿度较大、机组停运时6 kV 共箱封母的绝缘 值均很低, 多在 1 M 以下( 最低合格值应在 6 M 以上) , 有必要采纳必要措施才能起动机组, 然后延伸 了机组发动时刻, 添加了发动本钱。在电网负荷不 饱满, 机组频频起动时, 6 kV 共箱封母绝缘已影响 到机组的安全运转。
 
评论处理 6 kV 共箱封母缺点的办法
 
台山发电厂计划容量为 5 600 MW + 5 1 000 MW机组, 是现在亚洲计划容量最大的电厂, 1, 2 号机组已投产, 3~ 5 号机组正在建造中。1, 2 号机组共箱封母仅仅按常规定货, 仅仅在母线包热 缩套管, 但在机组试运转和投产后已屡次由于 6 kV 共箱封母绝缘水平过低, 影响了机组起动。3~ 5 号 机定货时, 在母线箱内添加了加热带, 由于依然忧虑 无法真正处理绝缘水平低疑问, 电厂就此疑问作了 一次调研后, 改为最终撤销加热带, 改为选用不饱满 聚脂玻璃纤维增强模塑料( DMC) 绝缘子。
 
为寻求最好的办法, 下面就也许处理 6 kV 共箱 封母绝缘低的几种办法逐一评论。
 
3 1  母线外表包热缩套管
 
该计划是在三相裸母线包热缩套管, 使母线与瓷绝缘子间添加了绝缘层, 然后进步了母线的绝缘。 该办法比较简单, 本钱添加很少, 但无法处理绝缘子 外表构成导电回路的疑问, 对进步全部母线箱的绝 缘帮助不大。台山发电厂 1, 2 号机组就设了热缩套 管, 但在空气中湿气大时绝缘依然很低即是证实。
 
3 2  在关闭母线箱内装置加热带
 
该计划首要是在母线箱内自始至终设一条电加 热带, 被动片面地改动共箱封母的运转条件, 机组启 动时投入运用, 进步箱内温度, 使箱内枯燥, 在瓷绝 缘子外表难以构成导电回路, 然后进步母线的绝缘。 但这种处理计划难以操控加热带投入的时刻, 同时 增了电能损耗和额外的维护量, 而底子的疑问是, 实 际运用中并没有预期的好, 加热带的功率不能太大, 箱内温度就不会很高, 箱内的潮气不容易排出, 因此 对进步母线的绝缘同样帮助不大, 天津盘山电厂就 从前选用过该办法, 但作用不抱负, 最终改用 DM C 绝缘子才处理疑问。
 
3 3  瓷绝缘子外表涂 RTV 涂料
 
RTV 是一种室温硫化硅橡胶, 由于其独特的分 子构造而具有优秀的憎水性和憎水迁移性。RTV 的特色如下:
 
憎水性好。其为非极性固体介质, 分子与其 外表水分子的作用力小于水分子自身的内聚力, 所 以这类介质外表的水份往往成为孤立的水滴, 难以 构成接连的水膜, 其接触角大于 90!
∀ 憎水迁移性好。RTV 的憎水迁移性是指 RTV 涂层外表积存的亲水性尘埃污秽在一定的时 间内也呈现憎水性, 即 RTV 涂层的憎水性迁移到 污层外表。由于 RTV 是由端羟二甲基硅氧烷缩聚 而成, 其基本构造是立体网状硅氧键, 其间包括很多 的小分子基团( 如甲基 - CH3) , 同时包括很多的游 离状况有机硅低聚物和自在小分子基团。由于硅氧 链属于柔性链, 其分子运动大、密度低, 使得分子链 段凸起包围了污层, 并在上面构成游离膜。因此, 表 面为亲水性的污秽层变得具有憎水性, 表现出优秀 的耐污闪与耐湿闪功能。
 
# 电压散布均匀。由于具有很强的憎水性和憎 水迁移性, 难以构成接连的导电通路, 所以不会呈现 电压散布不均, 构成伞裙跳弧景象。在瓷绝缘子外表涂 RT V 涂料后, 基本上防止 瓷瓶外表上水膜的生成, 杜绝了凝露的发生, 然后使母线经由瓷绝缘子至箱体( 地) 间的电流走漏通道不 能构成或十分弱小, 大大进步了母线的对地绝缘电
阻值。而且由于 RTV 涂料还具有优秀的憎水迁移 性, 在涂料喷涂后即便瓷瓶外表积尘赃污, 也不会引 起瓷瓶外表湿润、受潮, 母线的绝缘功能也不会遭到 影响。湛江电厂、黄埔电厂等就在6 kV 共箱封母内 瓷绝缘子外表涂 RTV 涂料, 刚涂完后检查绝缘很 高, 都在 100 G 以上, 作用十分抱负。可是该办法 只能算是临时措施, 一方面涂刷时难以确保均匀, 另 一方面经不起时刻的检测, RTV 涂料寿数只要 3~ 5 年, 乃至短期内开端粉化掉落, 不能从底子上处理 疑问, 湛江电厂施工后不行 3 年, 绝缘功能就下降很 多。
 
4 不饱满聚脂玻璃纤维增强模塑料( DM C) 绝 缘子
 
从电厂运转的经历看, 构成吸潮、凝露和爬电污 闪的首要因素是绝缘子的疑问, 由于只要绝缘子与 外壳相连, 其他都是空间绝缘, 不也许空间放电构成 事端。要想从底子上处理共箱封母绝缘低, 只能采 用新式的绝缘子, 防止瓷绝缘子存在的缺点。
 
DM C 绝缘子是选用高温、高压一次成型技能, 将不饱满聚脂玻璃纤维增强模塑料与铜排卡座、合 金铝紧固件一次成型, 成型后外表平坦润滑, 无汽泡 裂纹。DM C 绝缘子与 RTV 涂料相同同为非极性 固体介质, 具有优秀的憎水性和憎水迁移性, 较涂 RTV 涂料的瓷绝缘子有以下长处:
 
机械强度高。瓷是脆性资料,抗压强度好,抗弯、抗拉强度则较低,瓷绝缘子会随时刻的增长损失机械支持能力,即所谓的绝缘子老化或劣化。而 DM C 绝缘子的冲击强度 ∃30 kJ/ m2, 曲折强度 ∃
MPa, 较瓷绝缘子优胜得多。
 
绝缘电阻高。在常态和浸水 24 h 后, R ∃1 01012 , 不会由于湿润而受影响。
 
# 阻燃、耐电弧、高耐漏电起痕性、耐热, 可在 155 !C 下长时刻运用。
 
%爬电比距大。用于6 kV 共箱封母中, 在装置尺度不变的状况下, 爬电比距增大 40% ~ 60%, 常 规的瓷绝缘子爬电比距约为 27 m/ MV, 而 DM C 绝缘子到达 38 m/ MV。
 
& 长效性。RT V 涂料自身寿数就不长, 加上施工的因素, 也许寿数更短, 老化后整理十分艰难, 基 本上要从头替换绝缘子。而 DM C 绝缘子自身即是 具有极好的自净、憎水、憎水迁移性的资料, 寿数很 长, 从 2000 年开端在国内运用, 至今作用都较抱负, 未发现绝缘下降的景象。
 
避雷针相反, 它利用其头部基地针、头部割裂均压针 等所发生的多条细小截面迎面先导支路构成消雷迎 面先导, 在雷电下行先导与消雷迎面先导之间的近 间隔空气间阶段, 大大加快雷电下行先导的雷云电 荷的走漏散失速度, 大幅度下降雷电下行先导的电 位, 以终止雷电下行先导与消雷迎面先导的开展, 消 除雷击景象。
 
应当指出, 消雷针只能在有限的维护范围内消 雷。消雷针的地面维护范围半径可按 0. 707 hr 估 算[ 1~ 4] 。其间, hr 为雷电击距, 关于一、二、三类防 雷修建, hr 可别离取 30 m, 45 m, 60 m。关于输电 线路防雷, 可在全线路、部分线路段、易击杆塔、跨过 塔( 跨过高速公路、铁路、河流) 、配变终端杆塔等的 每基杆塔顶部设置 1~ 2 支消雷针( 单避雷线杆塔 1 支, 双避雷线 2 支) 合作 1 套多层短针散流式会集接 地装置即可。
 
消雷针具有完全自主知识产权, 设计合理,制造、施工简洁,价格低廉,防雷作用好,极为适合大面积推广应用,将是现有避雷针的替代商品。
 
从近期的工程经历来看, 选用 DM C 绝缘子初 步收到抱负的作用。内蒙古达期电厂、天津大唐盘 山电厂等多个电厂 6 kV 共箱封母内绝缘子均改用 DMC 绝缘子, 作用抱负。该商品在广东地区得到了 进一步推广应用: 台山 3~ 5 号机组在定货时就选用 DMC 绝缘子, 随后定货的珠海电厂、惠州 LNG 电厂 均也选用了 DMC 绝缘子。
 
定论
 
综上所述,选用DMC绝缘子较其它进步封母绝缘水平的手法具有无可比拟的优势。虽计划前期 投资较大, 但从底子上处理了绝缘低的疑问, 从投入 运用到绝缘子寿数完毕, 绝缘电阻基本上不会下降, 都保持在 1 000 M 以上, 另一方面不必停电打扫,
添加了效益。所以选用 DMC 绝缘子才是最可靠 的、没有安全隐患的处理6 kV 共箱封母绝缘低的根 本办法。