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绝缘母线常见的故障

信息来源:睿智电气  发布日期:2019/9/14  点击

  •   绝缘母线运行中的常见问题

      之所以说绝缘母线是个让人又爱又恨的东西,爱恨取决于你的立场,假如你是运行维护人员,在现阶段,你不太会喜欢它,因为绝缘母线的故障率有点高。下面电老虎网针对挤压式绝缘母线和环氧浇注式绝缘母线,谈谈此类产品运行中较为常见的故障。

      挤压式绝缘母线常见故障

      挤压式绝缘母线因其生产工艺简单,成本较低,供应商在投标时容易中标,因此在我公司应用也较多。此类绝缘母线的电容屏只有零屏和末屏。末屏是通过在挤压成型的主绝缘层上绕包一层铝箔或铜箔形成的,末屏之外再用热缩套进行包裹形成外护层。母线的转弯也是在主绝缘层挤压成型后进行弯曲形成的。挤压式绝缘母线的端部没有完善的变屏距均压电容屏,如图7所示。其端部场强不均匀,均匀的端部场强分布应如图10所示,挤压式绝缘母线端部的不均匀场强请自行脑补一下。

      对于电容型绝缘母线来说,末屏是一个关键部位,一旦受潮,其电容屏的均压效果将失效,从而引起放电,进而导致绝缘母线损毁。从生产工艺来开,挤压式绝缘母线的末屏处,多采用在引出位置交错布置热缩套,并用密封胶进行封堵的方式进行密封。从实际运行效果来看,此类密封方式并不理想,因末屏受潮发生放电的现象也较多见,如图8所示,就是末屏处受潮后,导致放电造成的故障实例。

      挤压式绝缘母线端部场强分布不均匀,局部场强较为集中,在遇到潮湿、污秽等情况下,将加剧这一情况,严重时将产生放电。如图9所示,是典型的端部放电情况。

      挤压式绝缘母线的接头部位也是故障高发环节,对于接头部位的故障,目前各种绝缘母线均未能较好的解决这一问题,接头部位的分析见下文。

      浇注式绝缘母线常见故障

      浇注式绝缘母线主绝缘由浸渍环氧树脂的多层皱纹纸以及均压电容屏组成,且母线端部采用了变屏距均压电容屏,其主体绝缘以及端部场强分布都比较均匀(如图10所示,该图引用自黎斌著《创新型电容式复合绝缘母线及套管的研究-应用和发展》一文)。

      浇注式绝缘母线末屏引出点采用了环氧浇注方式引出,密封性较好。如图11所示。

      对于环氧浇注式绝缘母线,多数产品运行年限不长,母线本体故障尚不多见,但其接头部位依然是薄弱环节,从实际运行情况来看,接头部位的故障较为多见,请见下节介绍。

      绝缘母线的接头

      考虑到绝缘母线的生产、安装以及运输问题,一般每段绝缘母线不长于10米,现场安装时,通过专用接头进行组装。各类绝缘母线的接头基本类似,基本结构如图12所示。实物图如图13所示。

      绝缘母线的接头内部裸露的导体部分,采用空气绝缘。其绝缘筒体两端设置有密封法兰,密封法兰通过O型密封圈和绝缘母线表面紧密接触实现密封,法兰和筒体侧面通过密封垫进行密封。从实际运行效果来看,此种密封结构并不理想,由于绝缘母线表面并不是十分规则并且光滑的圆柱体,表面和O型圈之间的接触可能存在微小气隙,若现场安装工艺稍微粗糙一些,密封效果就会更不理想。在南方地区,多雨潮湿季节时间较长,接头内部易受潮甚至凝露,此时就易发生雾闪或直接击穿。图14所示就是接头部位因密封不良导致的击穿事故。

      绝缘母线的接头部位绝缘属于空气绝缘,从其设计结构来看,多数厂家未能做到密封性能良好,同时,其密封性能也受到现场安装工艺影响。为确保接头部位的可靠运行,生产厂家需从长期可靠运行的角度,做好接头部位的设计,便于现场施工,确保密封可靠。若密封性能不能完美解决,建议参照国网十八项反措中对于高压开关柜产品(和绝缘母线运行工况类似)空气绝缘静距离以及爬电比距的要求,局部更改接头部位的绝缘设计。

      应对措施以及需要解决的问题

      当前,绝缘母线使用量逐渐增多,产品标准、设计结构、安装工艺尚不十分成熟,投运以后的检测手段也很有限,这对绝缘母线本身来说,是十分不利的,对于使用绝缘母线的变电站来说,可靠性也受到极大影响。针对该情况,产品生产制造厂家、设计单位、设备运行单位都应认真对待,共同研究提高该类产品质量的措施。

      (1)对于最终用户来说,尤其是供电单位,设备运行可靠性往往是最重要的要求。在超高压变电站,绝缘母线多使用在主变35kV侧出线以及35kV母线系统,一旦出现故障,可能造成主变近区短路、35kV母线失压、主变停役等事故,极大影响供电可靠性;伴随着事故后的处理,又会造成主变陪停、35kV母线停役等问题,对运行方式造成极大影响。

      鉴于上述情况,在超高压变电站设备选型时,尤其是地下变电站,建议优先选用SF6气体通管、电缆等。对于一次设备使用开关柜的,在电流许可的情况下,传统矩形铜排的桥箱连接方式,仍然是较为可靠的连接方式。

      对于一定要使用绝缘母线类产品的情况,综合考虑当前绝缘母线的种类及优缺点,建议优先选用环氧浇注式绝缘母线。

      (2)对于绝缘母线产品供应商,应根据现场使用中发现的问题,有针对性的改进产品结构设计、生产工艺、以及现场安装工艺。尤其是产品设计环节,要选择相对可靠的产品形式,做好降低局放水平、提升密封性能以及抗闪络性能的措施。

      (3)对于已经投运的产品,需要研究可行并且安全的在线检测手段,及时发现可能出现故障的隐患。对于停电状态下的相关试验项目,也需要及时制定相应标准。对于地下变电站,尽可能改善运行环境,降低空气潮湿和凝露对绝缘母线的影响。

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