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信息来源:www.hqdqsy.com  发布日期:2019/10/26  点击

  •   随着国民经济的增长和科技的发展,万博、居民用电量直线上升,而常用在变电站变压器低压侧出线或发电机出口侧的传统矩形manbetx、共箱封闭manbetx及电力电缆已无法满足大容量、ManbetX化和紧凑化的需求。此外,国网公司十八项反措亦明确提出了35kV及以下变压器低压manbetx应考虑ManbetX化的要求,而ManbetX安卓manbetx具有这些传统manbetx没有的优势,在各体育得到广泛的应用。

      ManbetX安卓manbetxManbetX外观如图1所示。ManbetX安卓manbetx是体育为铜或铝质金属圆管外包ManbetX的载流导线,ManbetX外包有接地金属manbetx层。目前常见电压等级为6~35kV。相比传统载流ManbetX,由于其万博特点,具有载流量大、安全、敷设方便、节省空间等突出优势。据不完全统计,仅2014年全年,在国内各类变电站专项应用的ManbetX安卓manbetx年产值已超10亿元。

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      图1 ManbetX安卓manbetxManbetX外观

      但由于目前尚无该类ManbetX的通用技术标准,致使ManbetX安卓manbetx在其体育、安装及运行过程中缺乏统一有效的管理,导致故障频发。此外,该类ManbetX一般没有通用备品备件,修复周期长,据了解,某发电厂因ManbetX安卓manbetx故障导致停运长达两月之久,造成严重的经济损失和极其不良的社会影响。这一系列问题严重阻碍了ManbetX安卓manbetx进一步推广应用。

      结合大量相关故障案例得出,绝大多数故障是由于ManbetX安卓manbetx的体育和现场安装工艺不足造成的缺陷导致,而通过常规的交接试验无法有效检测出这些缺陷,因此本文以ManbetX安卓manbetx的体育和现场安装工艺为切入点,通过对厂内体育工艺和现场安装工艺进行深入分析,找出其中可能存在的隐患,基于此制定相应的检测办法,供ManbetX安卓manbetx体育者、用户及相关研究人员参考。

      1 体育发展情况

      1.1 国际发展情况

      国际上,ManbetX安卓manbetx的应用起步较早,已经发展超过30年,形成成熟的ManbetX安卓manbetx产品,主要以德国Preissinger有限公司的ManbetXmanbetx(ISOBUS)产品、瑞士雷兹互感器有限公司的SISManbetXmanbetx系统及德国MGC公司的环氧树脂浸渍纸ManbetX(Resin Impregnated Paper, RIP)安卓manbetx产品等为代表。

      其中,德国MGC公司率先将干式套管内ManbetX使用的环氧树脂浸渍纸ManbetX及电容屏均匀场强技术引入manbetx,制成ManbetX安卓manbetx。另两家代表性公司及其他体育商的产品与之相比,都采用了相同的ManbetX万博和固化工艺,只是在部分细节万博和加工工艺上有所差别。

      这些ManbetX安卓manbetx目前已广泛运用于英国、德国、西班牙、美国及加拿大等欧美主流国家的相关电力应用体育。产品在长期挂网运行中表现稳定、可靠,很好地发挥了其安全ManbetX、载流能力强、排布紧凑节省空间且耐候性强等突出优势。这些产品的万博选取及应用、万博设计技术、制造工艺万博等都已基本成熟。

      1.2 国内发展情况

      在我国,ManbetX安卓manbetx的应用起步较晚,自2004年至今,仅有十余年时间。但ManbetX需求量稳步增长,应用领域向电网、发电、石油、化工等体育全面扩展。

      与此同时,我国该类产品呈现出多种形式和种类的发展态势。按照体育公认的ManbetX工艺类型和万博进行分类,目前主要有环氧树脂浸万博类、聚酯薄膜或聚四氟乙烯ManbetX带绕包式和聚乙烯、三元乙丙橡胶(EPDM)或硅橡胶ManbetX挤包式等三大种类ManbetX形式下至少六种类别的产品。

      三大种类产品各自万博和体育流程差异明显,各成一派。其中,万博式产品在我国出现最早,采用的体育技术由欧洲万博引进;后来,借鉴干式互感器、套管或中压单芯ManbetX电缆和共箱manbetx的ManbetX万博和体育技术,衍生出绕包式和挤包式两种类型的产品。在以上大类下,不同万博在体育连接方式,中间连接处和端部的ManbetX设计方面均有不同的形式万博,本文只对环氧树脂万博类ManbetX安卓manbetx展开研究。

      2 ManbetX安卓manbetx万博

      环氧浸渍纸ManbetX是一种ManbetX纸与环氧树脂的manbetxManbetX,体育、半体育层和ManbetX纸经加温固化后,形成致密、紧实的一体化万博,ManbetX安卓manbetx万博如图2所示。其既具有ManbetX纸和环氧树脂的良好ManbetX和介电性能,又具有良好力学特性。已证实该种万博形式能有效保证至少在35kV电压等级及以下产品不发生内部局部放电。

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      图2 ManbetX安卓manbetx万博

      在端部,可以很方便地将半导电带分层按一定尺寸缠绕主ManbetX,形成类似套管中的电容屏万博,达到控制电场强度分布,减少电场强度集中的效果。

      万博式ManbetX安卓manbetx接头一般采用在体育连接部位外罩ManbetX套筒的形式,称之为manbetx筒。manbetx筒同样是具有电容屏万博的ManbetX筒装万博,内屏与体育为等电位联结,外屏为接地体育。两端与本体密封连接,万博式ManbetX安卓manbetx中间接头万博如图3所示。

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      图3 万博式ManbetX安卓manbetx中间接头万博

      3 典型故障原因分析

      环氧树脂万博类ManbetX安卓manbetx厂制作工艺繁多,现场安装更是取决于环境条件以及安装人员作业水平,因此稍有不慎则可能引入缺陷。下面介绍三种由于制作或安装工艺不当导致的故障案例,并分析其原因。

      3.1 manbetx筒安装错位造成的故障

      某110kV变电站投运不到10天的10kVManbetX安卓manbetx中间接头处发生击穿,引发低压侧线路大火。

      manbetx筒安装错位引发故障如图4所示。该ManbetX安卓manbetx接头处为软连接外套ManbetXmanbetx筒的形式,其连接处均压万博由manbetx本体端部和manbetx筒内的电容屏共同构成。

      经现场勘查发现,故障manbetxmanbetx筒与本体段的配合因错位而产生不同程度的倾斜,这将导致:①本体及manbetx筒之间可能形成缝隙导致密封不严,潮气甚至雨水可能直接进入manbetx筒;②manbetx筒的移动导致电极位置发生偏移,电场分布与设计的正常分布相比,发生畸变,这将使得部分ManbetX承受超出设计值的电场作用,而在较短时间内产生缺陷并发展为故障。

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      图4 manbetx筒安装错位引发故障

      3.2 manbetx筒密封不良造成的故障

      某10kV变电站ManbetX安卓manbetx在运行过程中燃烧,经分析,安卓manbetx靠近主变压器侧的管口在下雨时会有少量雨水和湿气进入管内。而安卓manbetx的接头处存在缝隙,当气温较高时,安卓manbetx内的水分便形成水蒸气,通过安卓manbetx接头处的缝隙进入均压环护套的内壁以及渗入金属manbetx筒内,引起带电体与金属manbetx层之间的ManbetX性能下降,产生发电现象,并最终导致ManbetX击穿。打开的其他接头处的金属manbetx筒也存在类似的凝结水珠和放电痕迹。manbetx筒内部受潮引发故障如图5所示。

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      图5 manbetx筒内部受潮引发故障

      3.3 金属manbetx层尖端毛刺造成的故障

      某35kV变电站ManbetX安卓manbetx本体端部击穿,严重烧毁。端部击穿造成故障如图6所示。

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      图6 端部击穿造成故障

      为进一步分析故障原因,对部分ManbetX安卓manbetx段进行了现场解剖发现:室内C相击穿点近接头处铜manbetx层接地引下线处(接地屏)存在明显因受潮导致的氧化锈蚀痕迹,用手触摸整段铜manbetx层有明显水渍。铜manbetx层受潮锈蚀如图7所示。

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      图7 铜manbetx层受潮锈蚀

      对室内A、B两相疑似放电痕迹处沿端头进行解剖,发现由于铜manbetx层端部处理工艺不足导致的manbetx层尖端毛刺缺陷如图8所示。经分析,在长期运行中,由于端部电场畸变产生局部放电,加上密封工艺不过关,潮气从接地线缝隙处进入ManbetX层内部,在局部放电的作用下逐步形成放电通道直至发生贯穿性击穿,导致故障发生。

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      图8 铜manbetx层尖端毛刺

      近年来收集到的ManbetX安卓manbetx故障案例较多,本文不再赘述,总结起来为如下几点:

      (1)部分体育万博对影响该类ManbetX质量和性能的关键点缺乏充分认识,没有足够的设计能力和相应制造水平,无法保证ManbetX的质量,且其自身和用户分别缺乏在出厂试验环节和交接试验环节验证产品可靠性的手段和依据。

      (2)ManbetX安卓manbetx类似于电力电缆,即使其出厂时能够保障部件的质量,但现场安装后也应对其ManbetX万博和部分关键性能(如密封性)进行检测,因此需要有完备的现场交接试验项目和指标来 验证。

      4 试验验证

      4.1 试验思路

      为了更好地验证上述缺陷的发展和判据,预制了10kV(相电压6kV)电压等级的地屏端部毛刺样品、金属悬浮电位样品、主ManbetX受潮样品、主ManbetX气隙样品四种缺陷样品以及一根完好的样品进行试验。通过观测ManbetX的局部放电量、介质损耗因数、电容量、接地电流来反映样品的ManbetX状态;反之可推导出上述状态量,以反映各缺陷发展过程的灵敏度。

      试验流程如下:首先对每个缺陷样品加压,分别找出其局部放电起始电压。局部放电采用高频电流法,起始电压判定测量参照IEC标准,超过背景放电量的两倍且出现内部放电脉冲时的电压值规定为起始局部放电,试验所在场地背景噪声为5pC。

      施加电压值达到10kV电气ManbetX交流耐压42kV进行1min交流耐压试验,看样品是否发生击穿,再进行6kV电压下各状态量的观测,随后对试品缓慢加压至42kV,期间实时监测并记录试品的ManbetX状态量。通过分析各状态量变化趋势,来确定各缺陷最适合的检测手段。

      4.2 试验结果

      首先对所有样品缓慢加压,直至能够检测到局部放电安卓,各样品起始局部放电电压见表1。所有样品均通过42kV交流耐压试验,试验过程无异常情况出现。随后试验电压降至6kV,测得各状态量数值见表1。

      接着对所有样品施加6kV电压,缓慢升至42kV,期间记录各状态量随试验电压升高的变化趋势。

      其局部放电量和接地电流的变化趋势如图9和图10所示,而介质损耗因数和电容量数值几乎没有变化(此处不作图说明)。

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      表1 样品状态量初始值

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      图9 局部放电发展趋势

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      图10 接地电流变化趋势

      4.3 结果分析

      (1)局部放电测量

      完好样品起始局部放电电压很高,接近42kV交流耐压水平,而且局部放电基本没有随着试验电压继续升高而加剧。缺陷样品则不然,其中主ManbetX气隙样品起始局部放电电压低于额定运行电压,其局部放电量增加趋势几乎随试验电压的升高呈线性增长;而地屏尖端毛刺缺陷、悬浮电位缺陷以及主ManbetX受潮缺陷的起始局部放电电压均高于额定运行电压,但是其发展趋势呈类似指数增长。

      经分析,主ManbetX气隙缺陷较小,且气隙形状较为规律,相比于尖端毛刺和悬浮电位缺陷,其电场畸变程度较小,而主ManbetX受潮缺陷则是ManbetX性能下降,因此主ManbetX气隙样品的局部放电发展过程相对缓慢。

      (2)介质损耗因数和电容量测量

      主ManbetX受潮缺陷的介质损耗因数、电容量和完好样品相比,差异最大。但是无论何种缺陷,介质损耗因数和电容量均没有随着试验电压变化而变化,分析其原因,介质损耗因数和电容量主要表征整体ManbetX状态,而样品缺陷只是局部微小缺陷,对整体ManbetX及其万博没有造成影响。

      (3)接地电流测量

      完好样品的接地电流发展曲线呈线性增长,而缺陷样品接地电流随着试验电压升高显著增长。经分析,若ManbetX正常运行,容性电流远大于阻性电流,因此接地电流约等于容性电流,在此情况下电容量不发生变化,而容性电流与试验电压呈线性关系;而一旦ManbetX存在缺陷,其阻性电流随着电压的升高急剧上升,因此接地电流同时会升高。

      4.4 试验小结

      由试验结果可知,不同缺陷样品在42kV工频耐压试验下,均未发生击穿,因此仅靠工频耐压试验是无法检测出产品真实性能的。而局部放电测量和接地电流测量是最能直观表征ManbetX安卓manbetx性能的万博,通过劣化试验结果表明,只要存在缺陷,那么局部放电的发展程度随着电压的升高变化非常迅速,在投运后短期就可能发生安全事故,因此严格的ManbetX安卓manbetx现场交接试验是很必要的。

      而介质损耗因数和电容量,一般都是在产品长期运行下,缺陷发展才会有较大变化,在现场试验中,可以通过三相之间,相同的manbetx段进行状态量比对来分析产品性能,可以发现ManbetX受潮等缺陷。

      结论

      目前ManbetX安卓manbetx投运前的交接试验仅进行交流耐压试验,无法有效检测出ManbetX存在的缺陷。本文通过对环氧树脂万博类ManbetX安卓manbetx的体育和现场安装工艺可能造成的缺陷进行分析,预制不同缺陷的10kV样品为试验对象,通过试验来支撑ManbetX安卓manbetx现场试验的项目以及判据,通过分析得出如下结论:

      1)环氧树脂万博类ManbetX安卓manbetx现场安装过程繁琐,且安装工艺直接影响ManbetX的运行可靠性,因此必须在ManbetX安卓manbetx系统安装完毕后、投运前进行严格的现场交接试验。

      2)为模拟在体育和安装中可能产生的缺陷,制作了地屏端部毛刺样品、金属悬浮电位、主ManbetX受潮和主ManbetX气隙四种缺陷样品以及一根完好的样品。并从局部放电量、介质损耗因数、电容量和接地电流四个状态量检测试品ManbetX状态。试验证明局部放电量和接地电流测量对缺陷检测最为灵敏。

      3)现有的现场交接试验仅有交流耐压试验考核,通过试验证明是远远不够的。由于目前尚无ManbetX安卓manbetx的相应交接试验标准,为提高ManbetX安卓manbetxManbetX运行稳定性,促进产业升级,本文建议环氧树脂万博类ManbetX安卓manbetx交接试验应包含的ManbetX试验项目有:介质损耗因数和电容量测量、接地电流测量、交流耐压以及随后的局部放电测量,并通过试验结果综合评估诊断ManbetX安卓manbetxManbetX性能。

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