6KV主配电设备绝缘保护技术改造

6KV主配电设备绝缘保护技术改造

Lidechu

摘要：加强电气设备的绝缘是一项长期而艰巨的任务。热收缩绝缘材料在电绝缘方面具有优异的优势。广州石化公司6KV主配电设备绝缘采用热收缩材料加固，对防止小动物、污闪和电气设备突然短路具有先特的效果。而且热收缩材料在电气领域的应用前景非常广阔，应该得到广泛的推广。

[关键词]配电设备绝缘保护及改造

先先，提出了一个问题

广州石化总厂6KV主配电装置是厂区内各化工厂的主配电站，厂区内的所有电源和所有负荷均由变电站直接配电。变电站于1989年投入运行，电气绝缘有几个缺点：

(1)开关柜结构不合理，断路。主母线连接电抗器的分支母线、主变压器、发电机母线桥全部暴露在空气中，整个配电装置带电母线的暴露率在70%以上；对灰尘、小动物和闪络的抵抗力非常脆弱。

(2)开关柜制造质量不够，选用的电瓷瓶和电流互感器绝缘强度不够，有时会引起闪络。

(3)由于石化生产的连续性，不允许有计划的停机维修，有些零件长期不检查维修就留下死角。

由于上述缺点，6KV主配电设备的运行和维护受到严重挑战，同时也威胁到全厂的安全稳定供电。如何加强6KV配电设备的绝缘，提高供电网络运行的可靠性是一个亟待解决的问题。

二、提高6KV配电设备绝缘强度几种方法的比较

解决电气设备的绝缘薄弱环节是我们一直追求的目标。家已经明确发布文件，要求对老式开关设备采取额外的绝缘措施。主要内容是进行整体工况改造(全隔离全封闭式)。推荐的方法是：主母线分在开关柜之间，安装穿墙套管；原开放式开关柜用SMC绝缘板完全密封，配套瓷瓶换成大爬高距离瓷瓶；更换电流互感器至全工况等。上述改造方法实施难度大，不可能将开关柜内所有元件全部更换，在石化企业核心部分实施，因为不可能安排总停电交付改造，电抗器的支路母线、主变母线桥、发电机母线等裸露母线无法保护。

第二种方法是用新的高压开关设备代替所有的开关设备。目前内生产的GSG双母线柜绝缘水平提升不大；主要原因是成本问题。每台开关柜取20万元，主6KV70开关柜需要1400万元，这对于企业来说是难以承受的，也无法保护支路母线等裸露母线。

第三种方法是使用辐射热收缩绝缘材料。

简单来说，这种方法是采用经过辐照交联后具有记忆效应的热收缩材料制成的管或条，套在或缠绕在裸露的金属母线上，然后通过加热手段与金属母线紧密结合，从而达到带电体与空气绝缘的目的，同时也加强了电气设备对地和相间的绝缘。其较大特点是施工方法简单，适应性强，适用于覆盖几乎所有带电部分。是全面完善保温措施，节约投资较有效的手段。 #p#分页标题#e#

三种提高绝缘强度方法对照表

增强绝缘强度的方法

全条件重建

更新开关柜

采用热收缩材料

方式

(1)开关柜应完全密封；

(2)在柜间安装穿墙套管，更换瓷绝缘子和电流互感器

开关柜有

多相聚合物辐射交联热收缩制品是以聚烯烃为基材，加入其他聚合物和填料，经混合、成型、辐照、膨胀、粘合而成的热收缩制品。它是一种具有“弹性记忆”效应的新型高分子绝缘材料。三维网络交联结构是由辐射诱导的，因此在热态下具有类似橡胶的性质。产品经过辐照膨胀后，再次加热时能迅速恢复到初始状态，将较初被保护的金属导体包裹的很紧。

根据现场的实际需要，热收缩材料可制成MPG热收缩套管、FJRD复合绝缘热收缩带、HSCE爬坡增程器、特殊位置绝缘保护盒。所有材料都是阻燃材料。

辐照热收缩材料的各项电气技术性能指标优越(见表2)。电气设备要求的所有指标都完全满足。

表2

演出

试验项目

标准值

试验方法

电性质

破坏性力量

16.0kv/mm

ASTMD2671

体积电阻率

1.01014.厘米

ASTMD2671

冲击电压

8kv正负一次，无闪络，无击穿

JB3061

抗电强度

50Hz 4.2kv/1分钟，无闪络，无击穿

GB7261

化学性质

耐火

通过

GB 1406 VW-1 CSAUFT

腐蚀试验

1587天无腐蚀，13460天无腐蚀

ASTMD2671

物理性能

拉伸强度

GB1040

伸长率

≥450

GB1040

加速老化实验

168℃7天通过

GB1040

另外，通过温升试验，证明该种热缩材料有较好的散热性能。母排覆盖热缩材料后的温度比裸露母排的温度在相同条件下更低。分析原因有二，一是热缩材料比空气的导热系数大，有利于散热；二是覆盖热缩材料后，散热面积增加，在相同条件下，更利于温度的传导。

四、6KV主配电装置绝缘防护的改造过程

广州石油化工总厂6KV主配电装置是该厂总开关站，是配电系统的枢纽中心，所有的电源（四台发电机和两台主干式变压器）和负荷全部该配电装置承担，配电装置采用双平线的接线方式，共70面柜，分三层布置，8m层为开关柜，4.5m为配电电抗器，0m为出线电缆。另外还有户外主变母线桥和发电机母线桥及出线间，主母线和母线桥3×（100×10）mm，开关柜为GSG型前后布置。

该配电装置于1989年12月投产，由于开关柜产品制造的质量较差，特别是支撑瓷瓶和穿芯CT的绝缘性能比较差，柜顶主线线和电抗器层的分支母线与发电机出线间母线全部裸露在外。1995年7月10日在6KV发生一起由于开关柜绝缘下降而导臻的三相短路严重事故，造成全厂停产，因此提高配电装置的电气绝缘强度成为日益紧迫的问题。#p#分页标题#e#

采用热缩材料对配电装置进行绝缘防护是一种行之有效的手段。它具有投资省、减少面积、见效快的特点，对防小动物、防灰尘、防瓷瓶污闪和异物搭接及人身触电有先到的效果。长春热缩（CIAC）是内较早研究此技术的单位，其材料的各种性能在我也是较好的。经过广泛的调查和比较，我厂决定选用长春热缩（CIAC）的产品。1997年10月到11月，长春热缩材料有限公司的施工人员，对6KV主配电装置进行绝缘防护的施工，包括ⅠⅡⅢ段主母线，开关柜和电抗器的分支母线，发电机母线桥、主变高低压出线等部位，11月工程全部完工。

在每段母线或每个开关改造完成后，试验人员对其进行交流耐压试验（12KV/1min），未发现不合格的情况，全部改造完成后，设备投入正常运行至今，我们对所有接头部位的温升进行复查，没有发现温度升高的现象。这次改造过程中，施工人员认真听取甲方质检人员的意见，不断改进，使绝缘防护的部位比较合理，外形美观。

五、结束语

广州石化6KV主配电装置绝缘防护改造工程是非常成功的。从连续四个多月来的运行情况来看，各防护部位运行正常，特别是在较近一次运行人员严重错误操作事故中，热缩材料起到了较好的绝缘防护作用，将比较严重的短路故障隔离在本柜以内，避免了类似7.18事故时连续损坏三个柜的情况，为事故的抢修和恢复争取了宝贵的时间。

辐照热缩材料，以其优越的性能，在电气领域崭露头角。它对于加强电气设备的绝缘，防止电气污闪，防小动物短路，防异物搭接造成短等诸方面显示出强大的优势。作为一种新型材料，在电气方面的应用应该不仅局限于开关柜，它在处理局部绝缘方面，如架空线对地距离不足、低压母排缩小安装空间、母线到户内的进出口引线等方面将发挥更大的作用。