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架空輸電線路中複合絕緣子均壓環安裝注意事項

複合絕緣子的傘盤是由矽橡膠為基體的高分子聚合物製成,具有良好的合水性,水在傘盤表麵呈水珠狀,不會形成放電通路。另外,複合絕緣子傘盤還具有優良的耐電腐蝕性和良好的抗氧、抗臭氧及抗老化性能。複合絕緣子的芯棒采用環氧玻璃纖維棒製成,具有很高的抗張強度,約為普通鋼的1.5~2倍,為高強度瓷的3~5倍。芯棒又具有良好的絕緣性能和良好的減振性、抗蠕變性及抗疲勞斷裂性能。

複合絕緣子又稱組成絕緣子,最早誕生於德國,1967年由德國赫斯特公司研製成功,投入到123kV線路上運轉,至今已有30多年的運轉經曆。複合絕緣子首先在美、英、法、意、俄、日等國家得以迅速發展,並在國際範圍內得到廣泛的推行。我國的複合絕緣子出產起步較晚,於1974年由國家鐵道研討院研製出環氧樹脂絕緣子,1978年研製出矽橡膠複合絕緣子,並投入數千支產品試運轉,取得了寶貴的運轉經曆。近10年內複合絕緣子在我國的使用量迅速增長,到1998年現已居國際第二位了,2000年起又開端在±500kV直流輸電線路上很多使用。現在現已有大約600萬支複合絕緣子運轉在我國電力係統。

矽橡膠複合絕緣子一般由兩種以上的有機資料組成,它具有重量輕、強度高(芯棒)、抗衝擊、耐汙閃電壓高、易設備、無需測零、遭雷擊、汙閃時不會發作絕緣擊穿等長處,複合絕緣子由芯棒、護套、傘裙、端部金具及其附件組成,是重汙穢區的首選。

矽橡膠的原膠其機械強度很低,選用“過氧化物”為硫化劑,硫化溫度為150℃~180℃,加熱使有機氧化物分化與橡膠有機側基構成交聯,成為硫化矽橡膠膠(即高溫矽橡膠)。矽橡膠選用參加氣象法白炭黑(下降成本用沉澱法白炭黑,其強度大打折扣),以保證矽橡膠的抗拉、撕裂強度。

在矽橡膠中加一定份額的“氫氧化鋁細微粉末”,可明顯提高矽橡膠的耐電弧炙烤能力。

液態矽橡膠是指“官能度”為二的含乙烯基的聚二甲基矽氧烷,它分為兩個組分,混合均勻後在鉑化物的催化作用下發作“加成反響”,發作鏈增長和鏈交聯,一起在90℃~110℃中溫下硫化的一種矽橡膠。

複合絕緣子屬“全阻性”產品,它不同於瓷質、玻璃等盤形絕緣件、間隔鋼帽、鋼腳絕緣子串中心散布有雜散電容(盤形絕緣子因結構的特色有較大的縱向電容(約70-100PF),它能使導線的電場發作畸變,然後調整絕緣子軸向電壓散布)。複合絕緣子在超高壓線路中,它處在極不均勻的電場中,在導線鄰近隻要比較短的間隔處在高場強方位,中心恰當長的絕緣串處於電場相對較低的方位,有必要靠兩頭設備金屬均壓環來改進絕緣子串的散布電壓,保護過電壓短路、閃絡時電弧對矽橡膠傘裙灼傷,保護兩頭芯棒、金具銜接處不因漏電起痕及電蝕損損壞密封功能,金具與芯棒及護套等資料之間的界麵,這是複合絕緣子最危險的界麵,該界麵處資料品種多,電場強度高,界麵處空氣簡單發作電離,導致矽橡膠樹枝狀放電而使矽橡膠護套電蝕。構成該處界麵直接與大氣觸摸。在電場的作用下發作電暈,使空氣中的氮氣與氧氣反響,發作亞硝酸酐,然後與水蒸氣反響,生成亞硝酸,腐蝕芯棒,構成複合絕緣子脆斷,變成線路掉線的重大事端,別的高場強處金具端口鄰近極易發作電暈放電,可使以矽橡膠為主體資料的護套長時間飽嚐電暈的燒蝕,憎水性削弱直至消失。

架空輸電線路中為什麽複合絕緣子均壓環不能裝反?

複合絕緣子兩頭裝均壓環,其環間的主電容C巨細,正比於均壓環的等效麵積,反比於均壓環間的間隔。因為均壓環等效麵積(750px)小,絕緣子間隔(10000px)長,因此其主電容C很小,複合絕緣子對地、鐵塔和導線的雜散電容依然起重要作用,其電場按雜散電容來散布是極不均勻的。

複合絕緣子兩頭存在有均壓環,增大了兩頭的主電容,減少了雜散電容的影響,達到了均壓的意圖。以500kV為例,沒有設備均壓環前,15%的芯棒上承當100%的作業電壓;兩頭設備上均壓環後,其55%的芯棒上承當100%的作業電壓,可見其均壓作用。盡管正常的複合絕緣子兩頭設備有均壓環,但高壓端的散布電壓依然有30kV∕cm左右,盡管此刻的電場強度不會擊穿空氣,但在高電場下,複合絕緣子的矽橡膠護套、芯棒等仍是簡單因過大的走漏電流,構成部分過熱,引起部分放電和加快老化或電蝕現象。

實驗研討結論:瓷質、玻璃絕緣子串與矽橡膠複合絕緣子串的雷電衝擊放電特性,均由其兩頭金屬間的間隔決議,在相同的環境條件情況下,絕緣子串兩頭金屬間的幹弧間隔相同,其衝擊放電電壓值根本相同,若絕緣子串設備有均壓環的話,它的幹弧間隔就是環間間隔,此刻的衝擊放電特性在均壓環間發作,與絕緣子串是否瓷質、玻璃或矽橡膠的材質無關。

盡管均壓環能改進複合絕緣子的全體散布電壓,其作用仍是沒有盤形絕緣子串散布的均勻,但能明顯地下降芯棒、金具銜接處的場強。而改進場強與挑選恰當的均壓環外徑、管徑尺度外(實驗證明:高壓端均壓環的管徑r越大越能下降裝環側的端部場強和均勻場強,當r>10mm時,端部場強可下降至空氣擊穿場強(3.0kV/cm)以下;均壓環半徑R太小,會使距高壓側10%的絕緣間隔處場強有增大趨勢,而均壓環半徑R越大越能下降均勻場強,使電場散布更均勻,因此引薦500kV高壓端均壓環半徑R一般取250mm~300mm為宜)。還與均壓環深化(舉高)傘裙的間隔有很大的聯係,當均壓環的深化距Δh≈0,均壓環開口平麵處的芯棒、金具銜接處將接受最大場強,假如其最大場強值超越空氣擊穿場強(30kV/cm)時,將發作較嚴峻的電暈放電,這類會集電場會使矽橡膠資猜中的微孔隙、資料缺點或不同界麵處發作漏電起痕,,即在約6%的長度絕緣子串上要接受25%~30%的運轉電壓,然後加快芯棒老化和矽橡膠護套因電蝕穿孔而導致密封功能損壞,引發複合絕緣子芯棒斷裂掉串事端。實驗證明:330kV複合絕緣子施加190kV實驗電壓,均壓環深化距Δh=0時,測得芯棒、鋼腳壓接處場強超越5.5kV/cm~6.5kV/cm,榜首片傘裙上散布電壓達28kV~34kV(占運轉電壓的20%~26%)。當均壓環罩入屏蔽住2~4個傘裙(即舉高120mm~150mm)時,芯棒端部銜接處場強下降到0.4kV/cm~1.6kV/cm,傘裙最大散布電壓僅為運轉電壓的10%。但若均壓環深化距太深,會縮短了橫擔、導線間的幹弧間隔,下降了絕緣子串的雷電衝擊放電電壓值。別的線路施工及工程竣工查驗時,絕大多數單位都沒有按複合絕緣子均壓環的深化尺度進行查驗,遍及選用在地上以目測方式調查複合絕緣子的上下均壓環開口是否對齊來查驗它的整個設備質量。因為有的員工對均壓環的原理不什麽清楚,工程中有發現反裝現象,組成絕緣子高壓側均壓環正確設備時金具端部場強為14.12kV/cm,倒裝時為30.79 kV/cm,當均壓設備反裝時,倒裝後使高壓側金具端部場強比正確設備時增大.

均壓環反裝導致放電

因為高壓側均壓環倒裝,開始電暈電壓隻要276kV,比正常運轉電壓低,當線路在最高運轉電壓318kV時,高壓側芯棒護套與金具端頭聯接處有激烈的可見電暈放電,並構成刷狀放電,其刷狀放電前沿抵達絕緣子高壓側的榜首個大傘裙。如長時間在此情況下,將會加快端部界麵密封膠的電蝕和開裂。

.說明均壓環的正確設備,對複合絕緣子的電氣功能影響很大。其次有的單位還出現將原設計的懸垂雙串盤形防汙玻璃絕緣子串替換成複合絕緣子時,未將盤形雙串的FJP-500XDL(腰子形)均壓環一起替換,過錯地將原盤形絕緣子的腰子形均壓環來替代隨新複合絕緣子帶來的圓形均壓環,然後在替換後運轉不到一年時間,再次發作新替換的複合絕緣子芯棒脆斷事端。