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固體柜國網(wǎng)標準化 絕緣筒噴鋅(屏蔽型上隔離)

| | | | 2021-5-2 09:02

固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的絕緣模塊(如絕緣套筒)外殼進(jìn)行半導導電層的噴涂(絕緣筒噴鋅電弧噴鋅)目的有四個(gè)作用:當絕緣破壞時(shí)使短路故障只發(fā)生相對地間,減少內部燃弧的電弧能量,降低故障風(fēng)險;能在任何環(huán)境下保持絕緣性能,不用對模塊外表面進(jìn)行清掃,實(shí)現免維護;為了起到電磁屏蔽,均衡內部電磁場(chǎng)的作用,即便是金屬異物進(jìn)入柜中,電場(chǎng)分布也不會(huì )改變;保護操作檢修人員觸摸該絕緣模塊表面時(shí),不至于發(fā)生電擊危險。

  2020版國網(wǎng)固體柜標準化定制明確規定:主導電回路中的固體絕緣組件(極柱或絕緣箱)外表面應采取表面屏蔽接地層工藝處理,所選用的導電材料和實(shí)施的工藝方法都必須使得導電層與絕緣件表面滿(mǎn)足黏附牢固、耐磨損、防潮、防塵、防腐蝕性能的要求,建議采用電弧熔鋅工藝進(jìn)行涂敷。

  在國網(wǎng)固體柜標準化推出之前,固體柜行業(yè)內對固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜噴鋅(國網(wǎng)標準化固體柜絕緣筒噴鋅)半導涂層分成三種意見(jiàn):明確贊成、明確反對、需探索。

  明確贊成屏蔽層的有福州供電公司、鄂爾多斯鐵西供電局、鄂爾多斯電業(yè)局、浙江金華電業(yè)局、太原供電公司、深圳供電局、電研華源、河北電力裝備、長(cháng)園電力、北海銀河、博耳電力、沈陽(yáng)昊誠電氣。

  固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的絕緣模塊(如絕緣套筒)外殼進(jìn)行半導導電層的噴涂目的有四個(gè):當絕緣破壞時(shí)使短路故障只發(fā)生相對地間,減少內部燃弧的電弧能量,降低故障風(fēng)險;能在任何環(huán)境下保持絕緣性能,不用對模塊外表面進(jìn)行清掃,實(shí)現免維護;為了起到電磁屏蔽,均衡內部電磁場(chǎng)的作用,即便是金屬異物進(jìn)入柜中,電場(chǎng)分布也不會(huì )改變;保護操作檢修人員觸摸該絕緣模塊表面時(shí),不至于發(fā)生電擊危險。

  絕緣模塊外表面不涂敷或局部涂敷屏蔽層時(shí),其電場(chǎng)耐受是由空氣和絕緣材料共同承擔的,絕緣材料可能會(huì )承擔的多一些。嚴格地講,它應認為是復合絕緣。有接地屏蔽層的絕緣模塊,其電場(chǎng)耐受就全部由絕緣材料承擔了。固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的定義中,要求“人可觸及的模塊表面涂覆有導電或半導電屏蔽層并可直接可靠接地”。換而言之,無(wú)接地屏蔽層的,就不能稱(chēng)為真正意義上的固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜。

  實(shí)際的固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜生產(chǎn)過(guò)程中,常常出現這樣的問(wèn)題:如果表面不噴涂半導導電層,該固體絕緣套筒就可以通過(guò)局放試驗,如果對該固體絕緣套筒進(jìn)行了半導導電層的噴涂,局放試驗就過(guò)不去,甚至1.1倍工頻時(shí)局放達到500pC以上。出現這個(gè)問(wèn)題,不僅與固體絕緣材料的配方有關(guān)(環(huán)氧樹(shù)脂、增韌劑等比例),這是一個(gè)材料與工藝制造導致的問(wèn)題。而且還與該絕緣套筒模塊的設計有著(zhù)直接的關(guān)系:例如內部隔離刀閘的形狀、套筒內腔壁的波紋處理、何種填充氣體(干燥空氣還是氮氣、復合絕緣氣體等)、氣體絕緣距離等。

  石家莊科林電氣明確反對半導體涂層。在電纜等產(chǎn)品上半導體涂層可以均勻電場(chǎng),減小局放。但是在導體被完全密封在絕緣體的情況下,目前固體絕緣多數為空心內腔安裝導體,在導體和絕緣件有空氣的情況下,加半導體涂層對局放量減小并不起作用。而且在環(huán)網(wǎng)柜運行的情況下絕緣件是不許操作人員觸摸的,所以用半導體涂層保障人員安全也沒(méi)有意義。

  認為半導體涂層需要進(jìn)一步半導體涂層的有河南森源、揚州新概念電氣、北京雙杰電氣、新疆烏魯木齊電業(yè)局。

  河南森源認為固體絕緣柜絕緣件表面是否應該噴涂半導體涂層的問(wèn)題應進(jìn)行深入的探討。從運行角度看,表面噴涂后,設備不會(huì )因為環(huán)境條件等因素出現絕緣的下降。但從設計制造角度看,此要求導致設備的體積增大、固體絕緣材料的使用量增加,成本增加。尤其是局部放電值的增大,難以解決。尋找表面噴涂的替代方案,解決絕緣件受環(huán)境條件的影響應是固體絕緣柜探索的問(wèn)題之一。

  揚州新概念電氣認為12kV不涂敷,三相獨立,表面處理后,絕緣實(shí)際是下降了,局放指標變大了。目前公司生產(chǎn)的12kV固體柜的固封絕緣件外表面是沒(méi)有噴涂導電層的,由公司制造并正已投入電力系統運行的固體柜數量在15000面左右,運行地點(diǎn)分布在貴州、新疆、安徽、青海、廣西、四川、深圳、廣州等,時(shí)間最長(cháng)的已經(jīng)安全運行近七年,還未發(fā)現有問(wèn)題。對于固封絕緣件外表面是否需要噴涂,廠(chǎng)家也作了一些研究。該固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜采用單相固封模塊結構,三個(gè)獨立的單相固封模塊組裝為一個(gè)單元。如果固封模塊外表面未噴涂導電層,整機局放量在20pC以?xún)?如果噴涂導電層,整機局放量在100pC以?xún)。固封模塊外表面噴涂導電層后,與未噴涂相比,產(chǎn)品絕緣強度反而下降了。新概念廠(chǎng)家根據近7年來(lái)積累的固體柜生產(chǎn)和運行經(jīng)驗,建議固封絕緣件外表面不作半導涂層強制要求。

  北京雙杰電氣認為這種技術(shù)已經(jīng)基本成熟,目前產(chǎn)品具有這種技術(shù)含量,實(shí)現了外覆半導涂層,技術(shù)標準均達到或超過(guò)相關(guān)標準要求。這種技術(shù)對于產(chǎn)品的電場(chǎng)分布、產(chǎn)品結構具有很高的要求,且對于絕緣件在工藝制作上有更苛刻的要求,對產(chǎn)品的質(zhì)量要求更高,并且要有必要的檢測手段,技術(shù)成熟后,半導涂層技術(shù)的應用會(huì )使產(chǎn)品運行操作更加安全可靠,相對于產(chǎn)品的成本也會(huì )提高。

  新疆烏魯木齊電業(yè)局認為在固封絕緣件外表面是否需要噴涂導電層(噴鋅或鋁或半導電體),我們還沒(méi)有做過(guò)這方面的研究,目前我們使用的固體柜的固封絕緣件外表面是沒(méi)有噴涂導電層的,還沒(méi)有發(fā)現有問(wèn)題。對于是否需要噴涂,主要決定于噴涂導電層后,是否提高了該固封絕緣件的絕緣強度,如果噴涂后,絕緣強度提高了,可以噴涂,如果絕緣強度是下降,建議還是不噴為好。(固封絕緣件是免維護的核心組件,為安全起見(jiàn),無(wú)論在固封絕緣件外表面是否噴涂了導電層,都不會(huì )打開(kāi)金屬蓋板去觸摸固封絕緣件。)

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