6KV主配電設備絕緣保護技術改造

Lidechu

摘要：加強電氣設備的絕緣是一項長期而艱巨的任務。熱收縮絕緣材料在電絕緣方面具有優異的優勢。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域的應用前景非常廣闊，應該得到廣泛的推廣。

[關鍵詞]配電設備絕緣保護及改造

先先，提出了一個問題

廣州石化總廠6KV主配電裝置是廠區內各化工廠的主配電站，廠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，電氣絕緣有幾個缺點：

(1)開關柜結構不合理，斷路。主母線連接電抗器的分支母線、主變壓器、發電機母線橋全部暴露在空氣中，整個配電裝置帶電母線的暴露率在70%以上；對灰塵、小動物和閃絡的抵抗力非常脆弱。

(2)開關柜制造質量不夠，選用的電瓷瓶和電流互感器絕緣強度不夠，有時會引起閃絡。

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

由于上述缺點，6KV主配電設備的運行和維護受到嚴重挑戰，同時也威脅到全廠的安全穩定供電。如何加強6KV配電設備的絕緣，提高供電網絡運行的可靠性是一個亟待解決的問題。

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節是我們一直追求的目標。家已經明確發布文件，要求對老式開關設備采取額外的絕緣措施。主要內容是進行整體工況改造(全隔離全封閉式)。推薦的方法是：主母線分在開關柜之間，安裝穿墻套管；原開放式開關柜用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。上述改造方法實施難度大，不可能將開關柜內所有元件全部更換，在石化企業核心部分實施，因為不可能安排總停電交付改造，電抗器的支路母線、主變母線橋、發電機母線等裸露母線無法保護。

第二種方法是用新的高壓開關設備代替所有的開關設備。目前內生產的GSG雙母線柜絕緣水平提升不大；主要原因是成本問題。每臺開關柜取20萬元，主6KV70開關柜需要1400萬元，這對于企業來說是難以承受的，也無法保護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。

簡單來說，這種方法是采用經過輻照交聯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上，然后通過加熱手段與金屬母線緊密結合，從而達到帶電體與空氣絕緣的目的，同時也加強了電氣設備對地和相間的絕緣。其較大特點是施工方法簡單，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

更新開關柜

采用熱收縮材料

方式

(1)開關柜應完全密封；

(2)在柜間安裝穿墻套管，更換瓷絕緣子和電流互感器

開關柜有

多相聚合物輻射交聯熱收縮制品是以聚烯烴為基材，加入其他聚合物和填料，經混合、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。三維網絡交聯結構是由輻射誘導的，因此在熱態下具有類似橡膠的性質。產品經過輻照膨脹后，再次加熱時能迅速恢復到初始狀態，將較初被保護的金屬導體包裹的很緊。

根據現場的實際需要，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性能指標優越(見表2)。電氣設備要求的所有指標都完全滿足。

表2

演出

試驗項目

標準值

試驗方法

電性質

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，無閃絡，無擊穿

JB3061

抗電強度

50Hz 4.2kv/1分鐘，無閃絡，無擊穿

GB7261

化學性質

耐火

通過

GB 1406 VW-1 CSAUFT

腐蝕試驗

1587天無腐蝕，13460天無腐蝕

ASTMD2671

物理性能

拉伸強度

GB1040

伸長率

≥450

GB1040

加速老化實驗

168℃7天通過

GB1040

另外，通過溫升試驗，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程

廣州石油化工總廠6KV主配電裝置是該廠總開關站，是配電系統的樞紐中心，所有的電源（四臺發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的接線方式，共70面柜，分三層布置，8m層為開關柜，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電機母線橋及出線間，主母線和母線橋3×（100×10）mm，開關柜為GSG型前后布置。

該配電裝置于1989年12月投產，由于開關柜產品制造的質量較差，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電機出線間母線全部裸露在外。1995年7月10日在6KV發生一起由于開關柜絕緣下降而導臻的三相短路嚴重事故，造成全廠停產，因此提高配電裝置的電氣絕緣強度成為日益緊迫的問題。#p#分頁標題#e#

采用熱縮材料對配電裝置進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、見效快的特點，對防小動物、防灰塵、防瓷瓶污閃和異物搭接及人身觸電有先到的效果。長春熱縮（CIAC）是內較早研究此技術的單位，其材料的各種性能在我也是較好的。經過廣泛的調查和比較，我廠決定選用長春熱縮（CIAC）的產品。1997年10月到11月，長春熱縮材料有限公司的施工人員，對6KV主配電裝置進行絕緣防護的施工，包括ⅠⅡⅢ段主母線，開關柜和電抗器的分支母線，發電機母線橋、主變高低壓出線等部位，11月工程全部完工。

在每段母線或每個開關改造完成后，試驗人員對其進行交流耐壓試驗（12KV/1min），未發現不合格的情況，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行復查，沒有發現溫度升高的現象。這次改造過程中，施工人員認真聽取甲方質檢人員的意見，不斷改進，使絕緣防護的部位比較合理，外形美觀。

五、結束語

廣州石化6KV主配電裝置絕緣防護改造工程是非常成功的。從連續四個多月來的運行情況來看，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內，避免了類似7.18事故時連續損壞三個柜的情況，為事故的搶修和恢復爭取了寶貴的時間。

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