6KV主配電設備絕緣保護技術(shù)改造

Lidechu

摘要：加強電氣設備的絕緣是一項長(cháng)期而艱巨的任務(wù)。熱收縮絕緣材料在電絕緣方面具有優(yōu)異的優(yōu)勢。廣州石化公司6KV主配電設備絕緣采用熱收縮材料加固，對防止小動(dòng)物、污閃和電氣設備突然短路具有先特的效果。而且熱收縮材料在電氣領(lǐng)域的應用前景非常廣闊，應該得到廣泛的推廣。

[關(guān)鍵詞]配電設備絕緣保護及改造

先先，提出了一個(gè)問(wèn)題

廣州石化總廠(chǎng)6KV主配電裝置是廠(chǎng)區內各化工廠(chǎng)的主配電站，廠(chǎng)區內的所有電源和所有負荷均由變電站直接配電。變電站于1989年投入運行，電氣絕緣有幾個(gè)缺點(diǎn)：

(1)開(kāi)關(guān)柜結構不合理，斷路。主母線(xiàn)連接電抗器的分支母線(xiàn)、主變壓器、發(fā)電機母線(xiàn)橋全部暴露在空氣中，整個(gè)配電裝置帶電母線(xiàn)的暴露率在70%以上；對灰塵、小動(dòng)物和閃絡(luò )的抵抗力非常脆弱。

(2)開(kāi)關(guān)柜制造質(zhì)量不夠，選用的電瓷瓶和電流互感器絕緣強度不夠，有時(shí)會(huì )引起閃絡(luò )。

(3)由于石化生產(chǎn)的連續性，不允許有計劃的停機維修，有些零件長(cháng)期不檢查維修就留下死角。

由于上述缺點(diǎn)，6KV主配電設備的運行和維護受到嚴重挑戰，同時(shí)也威脅到全廠(chǎng)的安全穩定供電。如何加強6KV配電設備的絕緣，提高供電網(wǎng)絡(luò )運行的可靠性是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

二、提高6KV配電設備絕緣強度幾種方法的比較

解決電氣設備的絕緣薄弱環(huán)節是我們一直追求的目標。家已經(jīng)明確發(fā)布文件，要求對老式開(kāi)關(guān)設備采取額外的絕緣措施。主要內容是進(jìn)行整體工況改造(全隔離全封閉式)。推薦的方法是：主母線(xiàn)分在開(kāi)關(guān)柜之間，安裝穿墻套管；原開(kāi)放式開(kāi)關(guān)柜用SMC絕緣板完全密封，配套瓷瓶換成大爬高距離瓷瓶；更換電流互感器至全工況等。上述改造方法實(shí)施難度大，不可能將開(kāi)關(guān)柜內所有元件全部更換，在石化企業(yè)核心部分實(shí)施，因為不可能安排總停電交付改造，電抗器的支路母線(xiàn)、主變母線(xiàn)橋、發(fā)電機母線(xiàn)等裸露母線(xiàn)無(wú)法保護。

第二種方法是用新的高壓開(kāi)關(guān)設備代替所有的開(kāi)關(guān)設備。目前內生產(chǎn)的GSG雙母線(xiàn)柜絕緣水平提升不大；主要原因是成本問(wèn)題。每臺開(kāi)關(guān)柜取20萬(wàn)元，主6KV70開(kāi)關(guān)柜需要1400萬(wàn)元，這對于企業(yè)來(lái)說(shuō)是難以承受的，也無(wú)法保護支路母線(xiàn)等裸露母線(xiàn)。

第三種方法是使用輻射熱收縮絕緣材料。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這種方法是采用經(jīng)過(guò)輻照交聯(lián)后具有記憶效應的熱收縮材料制成的管或條，套在或纏繞在裸露的金屬母線(xiàn)上，然后通過(guò)加熱手段與金屬母線(xiàn)緊密結合，從而達到帶電體與空氣絕緣的目的，同時(shí)也加強了電氣設備對地和相間的絕緣。其較大特點(diǎn)是施工方法簡(jiǎn)單，適應性強，適用于覆蓋幾乎所有帶電部分。是全面完善保溫措施，節約投資較有效的手段。 #p#分頁(yè)標題#e#

三種提高絕緣強度方法對照表

增強絕緣強度的方法

全條件重建

更新開(kāi)關(guān)柜

采用熱收縮材料

方式

(1)開(kāi)關(guān)柜應完全密封；

(2)在柜間安裝穿墻套管，更換瓷絕緣子和電流互感器

開(kāi)關(guān)柜有

多相聚合物輻射交聯(lián)熱收縮制品是以聚烯烴為基材，加入其他聚合物和填料，經(jīng)混合、成型、輻照、膨脹、粘合而成的熱收縮制品。它是一種具有“彈性記憶”效應的新型高分子絕緣材料。三維網(wǎng)絡(luò )交聯(lián)結構是由輻射誘導的，因此在熱態(tài)下具有類(lèi)似橡膠的性質(zhì)。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)輻照膨脹后，再次加熱時(shí)能迅速恢復到初始狀態(tài)，將較初被保護的金屬導體包裹的很緊。

根據現場(chǎng)的實(shí)際需要，熱收縮材料可制成MPG熱收縮套管、FJRD復合絕緣熱收縮帶、HSCE爬坡增程器、特殊位置絕緣保護盒。所有材料都是阻燃材料。

輻照熱收縮材料的各項電氣技術(shù)性能指標優(yōu)越(見(jiàn)表2)。電氣設備要求的所有指標都完全滿(mǎn)足。

表2

演出

試驗項目

標準值

試驗方法

電性質(zhì)

破壞性力量

16.0kv/mm

ASTMD2671

體積電阻率

1.01014.厘米

ASTMD2671

沖擊電壓

8kv正負一次，無(wú)閃絡(luò )，無(wú)擊穿

JB3061

抗電強度

50Hz 4.2kv/1分鐘，無(wú)閃絡(luò )，無(wú)擊穿

GB7261

化學(xué)性質(zhì)

耐火

通過(guò)

GB 1406 VW-1 CSAUFT

腐蝕試驗

1587天無(wú)腐蝕，13460天無(wú)腐蝕

ASTMD2671

物理性能

拉伸強度

GB1040

伸長(cháng)率

≥450

GB1040

加速老化實(shí)驗

168℃7天通過(guò)

GB1040

另外，通過(guò)溫升試驗，證明該種熱縮材料有較好的散熱性能。母排覆蓋熱縮材料后的溫度比裸露母排的溫度在相同條件下更低。分析原因有二，一是熱縮材料比空氣的導熱系數大，有利于散熱；二是覆蓋熱縮材料后，散熱面積增加，在相同條件下，更利于溫度的傳導。

四、6KV主配電裝置絕緣防護的改造過(guò)程

廣州石油化工總廠(chǎng)6KV主配電裝置是該廠(chǎng)總開(kāi)關(guān)站，是配電系統的樞紐中心，所有的電源（四臺發(fā)電機和兩臺主干式變壓器）和負荷全部該配電裝置承擔，配電裝置采用雙平線(xiàn)的接線(xiàn)方式，共70面柜，分三層布置，8m層為開(kāi)關(guān)柜，4.5m為配電電抗器，0m為出線(xiàn)電纜。另外還有戶(hù)外主變母線(xiàn)橋和發(fā)電機母線(xiàn)橋及出線(xiàn)間，主母線(xiàn)和母線(xiàn)橋3×（100×10）mm，開(kāi)關(guān)柜為GSG型前后布置。

該配電裝置于1989年12月投產(chǎn)，由于開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品制造的質(zhì)量較差，特別是支撐瓷瓶和穿芯CT的絕緣性能比較差，柜頂主線(xiàn)線(xiàn)和電抗器層的分支母線(xiàn)與發(fā)電機出線(xiàn)間母線(xiàn)全部裸露在外。1995年7月10日在6KV發(fā)生一起由于開(kāi)關(guān)柜絕緣下降而導臻的三相短路嚴重事故，造成全廠(chǎng)停產(chǎn)，因此提高配電裝置的電氣絕緣強度成為日益緊迫的問(wèn)題。#p#分頁(yè)標題#e#

采用熱縮材料對配電裝置進(jìn)行絕緣防護是一種行之有效的手段。它具有投資省、減少面積、見(jiàn)效快的特點(diǎn)，對防小動(dòng)物、防灰塵、防瓷瓶污閃和異物搭接及人身觸電有先到的效果。長(cháng)春熱縮（CIAC）是內較早研究此技術(shù)的單位，其材料的各種性能在我也是較好的。經(jīng)過(guò)廣泛的調查和比較，我廠(chǎng)決定選用長(cháng)春熱縮（CIAC）的產(chǎn)品。1997年10月到11月，長(cháng)春熱縮材料有限公司的施工人員，對6KV主配電裝置進(jìn)行絕緣防護的施工，包括ⅠⅡⅢ段主母線(xiàn)，開(kāi)關(guān)柜和電抗器的分支母線(xiàn)，發(fā)電機母線(xiàn)橋、主變高低壓出線(xiàn)等部位，11月工程全部完工。

在每段母線(xiàn)或每個(gè)開(kāi)關(guān)改造完成后，試驗人員對其進(jìn)行交流耐壓試驗（12KV/1min），未發(fā)現不合格的情況，全部改造完成后，設備投入正常運行至今，我們對所有接頭部位的溫升進(jìn)行復查，沒(méi)有發(fā)現溫度升高的現象。這次改造過(guò)程中，施工人員認真聽(tīng)取甲方質(zhì)檢人員的意見(jiàn)，不斷改進(jìn)，使絕緣防護的部位比較合理，外形美觀(guān)。

五、結束語(yǔ)

廣州石化6KV主配電裝置絕緣防護改造工程是非常成功的。從連續四個(gè)多月來(lái)的運行情況來(lái)看，各防護部位運行正常，特別是在較近一次運行人員嚴重錯誤操作事故中，熱縮材料起到了較好的絕緣防護作用，將比較嚴重的短路故障隔離在本柜以?xún)?，避免了?lèi)似7.18事故時(shí)連續損壞三個(gè)柜的情況，為事故的搶修和恢復爭取了寶貴的時(shí)間。

輻照熱縮材料，以其優(yōu)越的性能，在電氣領(lǐng)域嶄露頭角。它對于加強電氣設備的絕緣，防止電氣污閃，防小動(dòng)物短路，防異物搭接造成短等諸方面顯示出強大的優(yōu)勢。作為一種新型材料，在電氣方面的應用應該不僅局限于開(kāi)關(guān)柜，它在處理局部絕緣方面，如架空線(xiàn)對地距離不足、低壓母排縮小安裝空間、母線(xiàn)到戶(hù)內的進(jìn)出口引線(xiàn)等方面將發(fā)揮更大的作用。