ZW32-12F/1250-25智能型真空斷路器現貨高壓進(jìn)出線(xiàn)套管的絕緣結構 在當前階段電力系統中,變壓器高壓進(jìn)出線(xiàn)套管通常是使用油浸紙制成的,因此,本文就以油浸紙絕緣套管為例來(lái)進(jìn)行研究。在該套管中,由很多的部分組成,如油枕、電容芯子、法蘭等,這些結構共同的組成了套管。
更新時(shí)間:2021-09-17
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隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展,城市化建設進(jìn)程的不斷加快,電力系統的鋪設范圍更加廣泛,為社會(huì )的前進(jìn)提供了重要幫助,在電力系統中,變壓器起到重要的作用,根據不同用戶(hù)的需求,將電力能源的電壓進(jìn)行改變,以使其達到人們的要求。其中高壓進(jìn)出線(xiàn)將電力系統中的各個(gè)設備進(jìn)行了鏈接,使其所有設備構成一個(gè)整體,共同來(lái)完成輸送電工作。但是,在使用的過(guò)程中,常常會(huì )發(fā)現高壓進(jìn)出線(xiàn)套管出現一些問(wèn)題,增加了整個(gè)電力系統的安全隱患,因此,為了使電力系統運行的更加安全與可靠,本文就對電力變壓器高壓進(jìn)出線(xiàn)套管多發(fā)事故原因進(jìn)行了研究,首先闡述了高壓進(jìn)出線(xiàn)套管的絕緣結構,然后重點(diǎn)分析了變壓器高壓進(jìn)出線(xiàn)套管多發(fā)事故原因,后,根據作者自身的實(shí)際工作經(jīng)濟,提出了一些改善的對策,為電力系統正常的運行提供了一定依據。
在我國當前的電力系統中,變壓器高壓進(jìn)出線(xiàn)套管通常利用油浸紙材料制作的,在制造的過(guò)程中,由于材料的自身結構存在一定問(wèn)題,以及生產(chǎn)技術(shù)的不正確,常常會(huì )出現漏油滲水的問(wèn)題,或者是在使用的過(guò)程中,沒(méi)有正確的對其進(jìn)行維護,導致進(jìn)出線(xiàn)套管出現問(wèn)題,大大減低了進(jìn)出線(xiàn)的絕緣性,很容易使變壓器損壞,甚至會(huì )出現燃燒與爆炸的現象,為整個(gè)電力系統增加了安全隱患。如在新疆石河子電網(wǎng)系統中,由于地區環(huán)境因素的干擾,導致110V變壓器中A相套管出現了滲水現象,導致變壓器出現停止運行的現象。從上述案例就可以發(fā)現,在當前階段中,進(jìn)出線(xiàn)套管的絕緣性在變壓器中具有重要的作用,而其還會(huì )出現一些事故,因此,加強對電力變壓器高壓進(jìn)出線(xiàn)套管多發(fā)事故原因進(jìn)行研究具有重要的意義。
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一、高壓進(jìn)出線(xiàn)套管的絕緣結構 在當前階段電力系統中,變壓器高壓進(jìn)出線(xiàn)套管通常是使用油浸紙制成的,因此,本文就以油浸紙絕緣套管為例來(lái)進(jìn)行研究。在該套管中,由很多的部分組成,如油枕、電容芯子、法蘭等,這些結構共同的組成了套管。在套管的中心具有一條導電桿,在其外部貼放上了具有鋁箔的電容芯子,起到了極板的作用。根據套管的設計,在其周?chē)胖昧艘恍╀X箔,在鋁箔上具有半導體鑲邊,起到了均壓極板的作用。在電容器中具有很多電容屏,零屏屬于里面的一層電容屏,其是與導電桿連接的,而在套管的測量端子中,就會(huì )引出電容器中的外一層電容屏,使整個(gè)電容器呈現串聯(lián)的結構。因此,在套管正常的使用過(guò)程中,不論是其徑向方向,還是軸向方向,存在的電場(chǎng)較為均勻[1]。 在該套管中,油浸紙是主要的絕緣材料。在對套管制作的過(guò)程中,先將普通的紙質(zhì)材料進(jìn)行包裹,通常有兩種包裹方式,分別為包纏與迭合,根據不同的要求,選擇不同的方式進(jìn)行多次包裹,使其形成密集紙層,之后,將套管送入到真空浸油機中,使浸油能夠均勻、快速的浸入到紙質(zhì)材料中,形成油浸紙套管,根據油絕緣的原理,使套管內部形成多個(gè)保護屏障,從而對進(jìn)出線(xiàn)起到保護的作用[2]。
二、變壓器高壓進(jìn)出線(xiàn)套管多發(fā)事故原因 在套管使用的過(guò)程中,常常會(huì )出現一些問(wèn)題,導致這些問(wèn)題產(chǎn)生的因素不僅包括了使用與維護過(guò)程中的不當,而且在前期生產(chǎn)生的過(guò)程中,由于技術(shù)的原因,也能使套管出現問(wèn)題,使套管的絕緣性能遭到破壞,從而引起變壓器的絕緣事故。在本文的研究中,就以湘西電業(yè)局發(fā)生的絕緣事故為例,對進(jìn)出線(xiàn)套管多發(fā)事故原因進(jìn)行了分析。
(一)事故案例分析 在年底,為了提升電力系統的各項性能,就開(kāi)始對變電站進(jìn)行檢修,在對楊公橋變電站1號主變壓器計劃檢修時(shí),需要對進(jìn)出線(xiàn)套管進(jìn)行預試測驗,在這一過(guò)程中就會(huì )發(fā)現,A相套管的絕緣電阻為4700Ω,損耗因數為1.3%,電容量為419.5pF,通過(guò)與以往的預試數據進(jìn)行比較發(fā)現,就發(fā)現了一些異常,絕緣電阻與電容量變小,損耗因素增加較高。因此,就重點(diǎn)對該套管進(jìn)行了檢查,發(fā)現套管某處存在漏油的現象,于是,就將該段套管截取下來(lái),重新進(jìn)行浸油處理。在這一過(guò)程中,沒(méi)有采用真空浸油的方式,并且,使用的油品沒(méi)有進(jìn)行脫氣,使浸油紙中存在氣體,影響了其絕緣性。再次對其進(jìn)行預試檢測時(shí),絕緣電阻變?yōu)榱?500Ω,損耗因素變?yōu)榱?.2%,電容量為414.8pF,與往年的預測數據相接近[3]。并且,又對浸油中的油品進(jìn)行了分析,在舊油中,氫氣、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、一氧化碳、二氧化碳、微水等含量較高,而在新油中,不存在甲烷、乙烷、乙炔、乙烯四種物質(zhì),氫氣、一氧化碳、二氧化碳含量差距非常的大,只有微水的含量差距較小。根據上述的所有數據可以發(fā)現,維護后的油色譜和微水測試都達到了要求,但是損耗因數依然較高,在恢復運行之前,沒(méi)有進(jìn)行局放試驗。在恢復運行之后,只是運行了5天,變壓器就出現了差動(dòng)保護,仔細進(jìn)行檢查后發(fā)現,是由套管絕緣不夠引起的,在其法蘭處出現一個(gè)小洞,后一層電容屏的引線(xiàn)斷開(kāi),從而使套管內部出現較多的氣體,從而引起的跳閘動(dòng)作。
(二)絕緣擊穿分析 在套管中的電容芯子部位,在其外面有多層油浸紙包圍,構成了重要的絕緣結構,如果油浸紙在浸透的過(guò)程中,沒(méi)有按照規定來(lái)進(jìn)行,就會(huì )使油浸紙中出現氣隙,或者是油中存在氣泡,導致套管的電場(chǎng)出現不均勻的問(wèn)題,從而產(chǎn)生局部放電的現象。而且,在套管長(cháng)期的使用過(guò)程中,隨著(zhù)時(shí)間的推移,套管內部的氣體與液體的組成結構發(fā)生了改變,也會(huì )對其內部氣泡或氣隙的場(chǎng)強造成影響,從而使套管出現局部放電的現象,如沒(méi)有及時(shí)的發(fā)現,依然進(jìn)行使用,就會(huì )使戒指劣化的速度加快,從而對絕緣造成了擊穿[4]。
1、絕緣油中氣泡產(chǎn)生的局部放電 在本次研究案例中,在進(jìn)行維修時(shí),沒(méi)有進(jìn)行脫氣措施,使油中存在這氣泡,并且,在浸油時(shí),使用的方法不當,使用的不是真空浸油的方法,因此,在上述兩種因素的影響下,當用該油對油紙進(jìn)行浸泡時(shí),就會(huì )將氣泡帶入到油紙中,通過(guò)擠壓,在油浸紙中出現氣泡。在其使用的過(guò)程中,油與氣泡就會(huì )串聯(lián)起來(lái),構成了一個(gè)等值電路。在等值電路中,油的介電常數為2.2,氣泡的介電常數為1.1。因此,油的電壓就高一些,氣泡的電壓較小一些,而產(chǎn)生的場(chǎng)強正好相反。由于氣泡的場(chǎng)強較高,所以在該區域就會(huì )出現局部放電的現象,產(chǎn)生局部放電的情況下,就會(huì )使該區域的溫度上升,導致氣泡范圍一步擴大,從而是放電現象更加嚴重[5]。
2、油浸紙的氣隙產(chǎn)生局部放電 油浸紙這是一種組合絕緣材料,如在其內部出現氣隙,通過(guò)高等級交流電壓的情況下,導致氣隙受到的電壓較高,但是擊穿場(chǎng)強沒(méi)有變化,因此,就會(huì )出現場(chǎng)強大于油紙層,擊穿場(chǎng)強又小于油紙層的問(wèn)題,從而使該區域出現局部放電的現象。與此同時(shí),在外施電壓升高的作用下,又使局部放電產(chǎn)生的電壓充至起始電力電壓中,使該區域出現二次放電的現象[6]。
(三)局部放電產(chǎn)生安全事故 當出現上述的局部放電現象時(shí),就會(huì )使套管出現燒損的問(wèn)題,絕緣性能劣化,對整個(gè)結緣造成非常嚴重的破壞,在使用的過(guò)程中,在較小擊穿電壓的作用下,就會(huì )對電容量造成影響,使其出現損壞的問(wèn)題。在將其應用到正常的變壓器中,套管會(huì )出現多次的局部放電現象,逐漸的使其絕緣擊穿,也就是說(shuō)電流流入到了電容中的外一層電容平中,從而將電流導入到導電桿中,使其形成了對地短接,出現了短路的問(wèn)題。這時(shí),就會(huì )產(chǎn)生較多的熱量,不僅會(huì )對油產(chǎn)生氣化的作用,而且還會(huì )使一部分油進(jìn)行分解,增加了套管中氣體的含量,從而使其內部的壓力增加,當壓力達到一定程度時(shí),就會(huì )導致變壓器跳閘,如果壓力增長(cháng)的迅速,沒(méi)有時(shí)間來(lái)進(jìn)行跳閘,就會(huì )使變壓器出現爆炸[7]。
三、變壓器高壓進(jìn)出線(xiàn)套管多發(fā)事故的改善對策 為了使套管能夠在變壓器進(jìn)出線(xiàn)中更好的應用,重要的就要加強對油浸紙套管進(jìn)行研究,更加了解其放電機理,避免局部放電現象的出現,從根本上保證變壓器安全、穩定的運行。在避免局部放電現象時(shí),可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改善:首先在對套管進(jìn)行設計時(shí),要計算出合理的工作場(chǎng)強,以使套管在長(cháng)期的運行中,降低局部放電現象的出現幾率;其次,加強油紙的研究,將油紙具有的介電常數降低,減少套管的介質(zhì)損耗;后,在選擇浸油時(shí),可以選取介電常數較高的油品,使其產(chǎn)生較低的電場(chǎng),增加了浸油的吸氣性能。與此同時(shí),在維護的過(guò)程中,還要使用正確的維護方法,才能真正的使套管絕緣性能得到保證