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华北油田电网防污闪技术改造(2)

北极星电力网技术频道    作者:王新宪   2013/1/8 10:14:00   

 关键词:  污闪 绝缘子 输电设备

2.调整设备爬电比距到Ⅲ级

正确划分污秽等级,合理调整设备爬电距离是防污闪的根本措施。污区等级应按各区域污湿特性、运行经验、绝缘子表面等值盐密三因素综合考虑划分。Ⅲ级等值盐密为0.1~0.25 mg/cm2。通过对闪络的瓷绝缘子盐密值进行抽样检测,其值均大于0.12mg/cm2,可见达到Ⅲ级污秽[1]。爬电比距应根据绝缘子所处区域的污秽等级来确定,根据资料显示,油田电网处在Ⅱ、Ⅲ级污秽区域。设备防污等级基本为Ⅱ级,所以将调爬原则定为:将处于Ⅲ级污秽区域的设备爬电比距提高到25mm/kV,达到抗污秽等级Ⅲ级标准。

⑴220kV、110kV、35kV户外油断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器等设备更换成防污型。

⑵220kV、110kV母线支柱瓷瓶、悬式绝缘子更换为防污型,110kV线路绝缘子更换为防污型。

⑶35kV母线支柱、悬式瓷绝缘子更换为硅橡胶合成绝缘子,线路悬式瓷绝缘子更换为合成绝缘子,原为瓷横担绝缘子的线路受杆高限制,因地制宜更换为爬距达到Ⅲ级的瓷横担。

与传统的瓷、玻璃绝缘子相比,硅橡胶复合绝缘子具有重量轻、强度高、维护方便等特点,更重要的是它具有憎水性和憎水迁移性,耐污闪能力强,长度相同的硅橡胶绝缘子污闪电压比普通瓷绝缘子高2~3倍。从统计的全国线路污秽数据来看,凡采用硅橡胶绝缘子的线路很少发生闪络。

四、2007年污闪后的反思及采取的措施

不可否认,2001年后所做的防污闪工作是有效的,使六年来电网保持了稳定。

2007年再次污闪后,通过统计、调查发现,闪络的主要是220kV、110kV母线支柱瓷瓶和母线悬式绝缘子,还有一部分110kV、35kV隔离开关及线路悬式瓷绝缘子,基本都是2001年后更换的Ⅲ级防污型的瓷质产品,断路器、变压器等没有污闪。分析认为,有两个重要原因造成再次污闪:

⑴清扫的局限性。由于油气生产等重要负荷的特殊性及运行方式制约,部分设备停电非常困难,尤其是给石化公司供电的设备、线路,停电检修、清扫计划不能落实,造成长期不能清扫、检修和消缺,存在死角,给电网安全运行留下隐患。

⑵对电网所处环境污秽等级升级认识不到位。当时认为把设备防污等级调整到Ⅲ级就可以杜绝污闪,没有对电网外绝缘水平留有充分的裕量。没有意识到随着油田及地方经济不断增长伴随的污秽源增多、污秽加重而污秽治理配套措施又相对落后,有些地域污秽等级达到了IV级。

两次污闪事故表明,造成“污闪”的原因是复杂的,涉及到环境、气象、绝缘子质量、运行维护质量、设计质量等因素。因此,寄希望于单纯采取某种措施来解决,对油田电网是不适宜的,必须采取综合措施对电网外绝缘进行全面技术改造,满足IV级防污并留有裕量,才能有效防止污闪事故的再次发生。

除和用电单位密切联系,利用设备检修机会停电检修、清扫,消除死角外,逐步实施下列措施。

1.提高设备爬电比距到IV级

⑴考虑到220kV站内的杆塔档距小,绝缘子承受的重力小,且其本身自重轻,在特定的天气情况下容易发生相间故障,所以不宜在站内220kV、110kV母线上使用复合悬式绝缘子,采用450mm大爬距瓷式防污型悬式绝缘子。其它变电站内110kV、35kV母线悬式绝缘子不是硅橡胶的更换为硅橡胶Ⅳ级防污型,35kV母线支柱绝缘子不是硅橡胶的更换为硅橡胶Ⅳ级防污型。

⑵将110kV、35kV输电线路上绝缘子全部更换为Ⅳ级硅橡胶型。Ⅳ级防污硅橡胶绝缘子长度比原绝缘子长,这会使线路导线和变电设备外部原有引线过长、弧垂增大,带来导线对杆塔、下横担安全距离减小、相间或对地距离减小、风偏校验等问题。必须进行适当处理,将线路弧垂恢复到原来水平,否则就会给安全运行带来隐患。

2. 加装防污闪辅助伞裙

变压器、断路器、隔离开关等设备抗污闪水平提高,需对套管、瓷瓶进行更换,大爬距瓷件的结构必然增高,内部原有线圈引线长度就不够长或外形增大会带来安全距离不够等问题,又不能花费巨资进行整体更换,更换下后也闲置无用,造成很大的浪费。

伞裙是硅橡胶材料制成,具有憎水性和憎水迁移性,设备的瓷裙边上粘接一定数量的硅橡胶爬裙,可改善绝缘子的受潮条件,增加绝缘子的爬电距离,有效改善电弧放电通道,提高沿面闪络电压,使设备不易形成贯穿性电弧放电,因此能提高绝缘子的耐污水平,但每种电压等级设备粘接多少片呢?

通过在0.1~0.2 mg/cm2盐密污秽度下试验表明,在设备瓷瓶上加装1个φ155/φ470硅橡胶防污伞裙,可增加爬距约8%,加装2个可增加爬距约16%,是输、变电设备外绝缘增加爬距的有效措施。

根据这个试验结果将220kV母线支柱瓷瓶、变压器、断路器、隔离开关等设备瓷件加装6片,110kV设备加装3片,35kV设备加装1片,并严格掌握粘接工艺。改造后设备的爬电比距由原来的25mm/kV提高到28mm/kV,达到IV级防污下限水平。

3. 喷涂防污涂料

利用硅橡胶伞裙和RTV涂料的性能互补,在同一瓷件上同时使用这两种材料,可达到更好的防污效果。RTV涂料是室温硫化硅橡胶的英文缩写,20世纪60年代问世。RTV涂料具有良好的憎水性和憎水迁移性,涂覆在设备瓷件表面,表面积污后,RTV内游离态憎水物质逐渐向污秽表面扩散,从而使绝缘子污秽层也具有憎水性,不易被受潮溶解,在雾、露、毛毛雨等潮湿气象条件下,污秽层很难湿润,即使吸附些水分,也仅以不连续的小水珠的形式存在,不会形成连续的水膜,从而抑制了泄漏电流及局部电弧的产生和发展,显著地提高了绝缘子的耐污闪电压。美国太平洋气体与电气公司在污染较严重的情况下,对66kV带电线路的瓷瓶表面涂以0.51mm厚的室温硫化硅橡胶涂层。经过6年后发现,尽管瓷瓶绝缘表面结上一层尘垢,但绝缘性能仍然很高。国内20世纪80年代初,清华大学率先对RTV进行了研究,而后天津、河北、河南等省市的一些生产厂家相继研制生产了该涂料。经过十几年的挂网运行,较好地改善了处于易积污、气象条件恶劣的重污秽区内电气设备外绝缘水平,取得了明显的防污闪效果[2]。

来源:电力自动化产品信息
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