6KV主配電設(shè)備絕緣保護(hù)技術(shù)改造

Lidechu

摘要：加強(qiáng)電氣設(shè)備的絕緣是一項(xiàng)長(zhǎng)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(shì)。廣州石化公司6KV主配電設(shè)備絕緣采用熱收縮材料加固，對(duì)防止小動(dòng)物、污閃和電氣設(shè)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(yīng)用前景非常廣闊，應(yīng)該得到廣泛的推廣。

[關(guān)鍵詞]配電設(shè)備絕緣保護(hù)及改造

先先，提出了一個(gè)問題

廣州石化總廠6KV主配電裝置是廠區(qū)內(nèi)各化工廠的主配電站，廠區(qū)內(nèi)的所有電源和所有負(fù)荷均由變電站直接配電。變電站于1989年投入運(yùn)行，電氣絕緣有幾個(gè)缺點(diǎn)：

(1)開關(guān)柜結(jié)構(gòu)不合理，斷路。主母線連接電抗器的分支母線、主變壓器、發(fā)電機(jī)母線橋全部暴露在空氣中，整個(gè)配電裝置帶電母線的暴露率在70%以上；對(duì)灰塵、小動(dòng)物和閃絡(luò)的抵抗力非常脆弱。

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

(3)由于石化生產(chǎn)的連續(xù)性，不允許有計(jì)劃的停機(jī)維修，有些零件長(zhǎng)期不檢查維修就留下死角。

由于上述缺點(diǎn)，6KV主配電設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，同時(shí)也威脅到全廠的安全穩(wěn)定供電。如何加強(qiáng)6KV配電設(shè)備的絕緣，提高供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性是一個(gè)亟待解決的問題。

二、提高6KV配電設(shè)備絕緣強(qiáng)度幾種方法的比較

解決電氣設(shè)備的絕緣薄弱環(huán)節(jié)是我們一直追求的目標(biāo)。家已經(jīng)明確發(fā)布文件，要求對(duì)老式開關(guān)設(shè)備采取額外的絕緣措施。主要內(nèi)容是進(jìn)行整體工況改造(全隔離全封閉式)。推薦的方法是：主母線分在開關(guān)柜之間，安裝穿墻套管；原開放式開關(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，不可能將開關(guān)柜內(nèi)所有元件全部更換，在石化企業(yè)核心部分實(shí)施，因?yàn)椴豢赡馨才趴偼ｋ娊桓陡脑?，電抗器的支路母線、主變母線橋、發(fā)電機(jī)母線等裸露母線無法保護(hù)。

第二種方法是用新的高壓開關(guān)設(shè)備代替所有的開關(guān)設(shè)備。目前內(nèi)生產(chǎn)的GSG雙母線柜絕緣水平提升不大；主要原因是成本問題。每臺(tái)開關(guān)柜取20萬元，主6KV70開關(guān)柜需要1400萬元，這對(duì)于企業(yè)來說是難以承受的，也無法保護(hù)支路母線等裸露母線。

第三種方法是使用輻射熱收縮絕緣材料。

簡(jiǎn)單來說，這種方法是采用經(jīng)過輻照交聯(lián)后具有記憶效應(yīng)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上，然后通過加熱手段與金屬母線緊密結(jié)合，從而達(dá)到帶電體與空氣絕緣的目的，同時(shí)也加強(qiáng)了電氣設(shè)備對(duì)地和相間的絕緣。其較大特點(diǎn)是施工方法簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，適用于覆蓋幾乎所有帶電部分。是全面完善保溫措施，節(jié)約投資較有效的手段。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

三種提高絕緣強(qiáng)度方法對(duì)照表

增強(qiáng)絕緣強(qiáng)度的方法

全條件重建

更新開關(guān)柜

采用熱收縮材料

方式

(1)開關(guān)柜應(yīng)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(yīng)的新型高分子絕緣材料。三維網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)是由輻射誘導(dǎo)的，因此在熱態(tài)下具有類似橡膠的性質(zhì)。產(chǎn)品經(jīng)過輻照膨脹后，再次加熱時(shí)能迅速恢復(fù)到初始狀態(tài)，將較初被保護(hù)的金屬導(dǎo)體包裹的很緊。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要，熱收縮材料可制成MPG熱收縮套管、FJRD復(fù)合絕緣熱收縮帶、HSCE爬坡增程器、特殊位置絕緣保護(hù)盒。所有材料都是阻燃材料。

輻照熱收縮材料的各項(xiàng)電氣技術(shù)性能指標(biāo)優(yōu)越(見表2)。電氣設(shè)備要求的所有指標(biāo)都完全滿足。

表2

演出

試驗(yàn)項(xiàng)目

標(biāo)準(zhǔn)值

試驗(yàn)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(fù)一次，無閃絡(luò)，無擊穿

JB3061

抗電強(qiáng)度

50Hz 4.2kv/1分鐘，無閃絡(luò)，無擊穿

GB7261

化學(xué)性質(zhì)

耐火

通過

GB 1406 VW-1 CSAUFT

腐蝕試驗(yàn)

1587天無腐蝕，13460天無腐蝕

ASTMD2671

物理性能

拉伸強(qiáng)度

GB1040

伸長(zhǎng)率

≥450

GB1040

加速老化實(shí)驗(yàn)

168℃7天通過

GB1040

另外，通過溫升試驗(yàn)，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(dǎo)熱系數(shù)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(dǎo)。

四、6KV主配電裝置絕緣防護(hù)的改造過程

廣州石油化工總廠6KV主配電裝置是該廠總開關(guān)站，是配電系統(tǒng)的樞紐中心，所有的電源（四臺(tái)發(fā)電機(jī)和兩臺(tái)主干式變壓器）和負(fù)荷全部該配電裝置承擔(dān)，配電裝置采用雙平線的接線方式，共70面柜，分三層布置，8m層為開關(guān)柜，4.5m為配電電抗器，0m為出線電纜。另外還有戶外主變母線橋和發(fā)電機(jī)母線橋及出線間，主母線和母線橋3×（100×10）mm，開關(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，柜頂主線線和電抗器層的分支母線與發(fā)電機(jī)出線間母線全部裸露在外。1995年7月10日在6KV發(fā)生一起由于開關(guān)柜絕緣下降而導(dǎo)臻的三相短路嚴(yán)重事故，造成全廠停產(chǎn)，因此提高配電裝置的電氣絕緣強(qiáng)度成為日益緊迫的問題。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

采用熱縮材料對(duì)配電裝置進(jìn)行絕緣防護(hù)是一種行之有效的手段。它具有投資省、減少面積、見效快的特點(diǎn)，對(duì)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(zhǎng)春熱縮（CIAC）是內(nèi)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)過廣泛的調(diào)查和比較，我廠決定選用長(zhǎng)春熱縮（CIAC）的產(chǎn)品。1997年10月到11月，長(zhǎng)春熱縮材料有限公司的施工人員，對(duì)6KV主配電裝置進(jìn)行絕緣防護(hù)的施工，包括ⅠⅡⅢ段主母線，開關(guān)柜和電抗器的分支母線，發(fā)電機(jī)母線橋、主變高低壓出線等部位，11月工程全部完工。

在每段母線或每個(gè)開關(guān)改造完成后，試驗(yàn)人員對(duì)其進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)（12KV/1min），未發(fā)現(xiàn)不合格的情況，全部改造完成后，設(shè)備投入正常運(yùn)行至今，我們對(duì)所有接頭部位的溫升進(jìn)行復(fù)查，沒有發(fā)現(xiàn)溫度升高的現(xiàn)象。這次改造過程中，施工人員認(rèn)真聽取甲方質(zhì)檢人員的意見，不斷改進(jìn)，使絕緣防護(hù)的部位比較合理，外形美觀。

五、結(jié)束語

廣州石化6KV主配電裝置絕緣防護(hù)改造工程是非常成功的。從連續(xù)四個(gè)多月來的運(yùn)行情況來看，各防護(hù)部位運(yùn)行正常，特別是在較近一次運(yùn)行人員嚴(yán)重錯(cuò)誤操作事故中，熱縮材料起到了較好的絕緣防護(hù)作用，將比較嚴(yán)重的短路故障隔離在本柜以內(nèi)，避免了類似7.18事故時(shí)連續(xù)損壞三個(gè)柜的情況，為事故的搶修和恢復(fù)爭(zhēng)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(duì)于加強(qiáng)電氣設(shè)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(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。作為一種新型材料，在電氣方面的應(yīng)用應(yīng)該不僅局限于開關(guān)柜，它在處理局部絕緣方面，如架空線對(duì)地距離不足、低壓母排縮小安裝空間、母線到戶內(nèi)的進(jìn)出口引線等方面將發(fā)揮更大的作用。