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固體柜國網標準化 絕緣筒噴鋅(屏蔽型上隔離)

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

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

  2020版國網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施的工藝方法都必須使得導電層與絕緣件表面滿足黏附牢固、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行涂敷。

  在國網固體柜標準化推出之前,固體柜行業內對固體絕緣環網柜噴鋅(國網標準化固體柜絕緣筒噴鋅)半導涂層分成三種意見: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、鄂爾多斯電業局、浙江金華電業局、太原供電公司、深圳供電局、電研華源、河北電力裝備、長園電力、北海銀河、博耳電力、沈陽昊誠電氣。

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

  絕緣模塊外表面不涂敷或局部涂敷屏蔽層時,其電場耐受是由空氣和絕緣材料共同承擔的,絕緣材料可能會承擔的多一些。嚴格地講,它應認為是復合絕緣。有接地屏蔽層的絕緣模塊,其電場耐受就全部由絕緣材料承擔了。固體絕緣環網柜的定義中,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,無接地屏蔽層的,就不能稱為真正意義上的固體絕緣環網柜。

  實際的固體絕緣環網柜生產過程中,常常出現這樣的問題:如果表面不噴涂半導導電層,該固體絕緣套筒就可以通過局放試驗,如果對該固體絕緣套筒進行了半導導電層的噴涂,局放試驗就過不去,甚至1.1倍工頻時局放達到500pC以上。出現這個問題,不僅與固體絕緣材料的配方有關(環氧樹脂、增韌劑等比例),這是一個材料與工藝制造導致的問題。而且還與該絕緣套筒模塊的設計有著直接的關系: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。在電纜等產品上半導體涂層可以均勻電場,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。而且在環網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有意義。

  認為半導體涂層需要進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題應進行深入的探討。從運行角度看,表面噴涂后,設備不會因為環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,解決絕緣件受環境條件的影響應是固體絕緣柜探索的問題之一。

  揚州新概念電氣認為12kV不涂敷,三相獨立,表面處理后,絕緣實際是下降了,局放指標變大了。目前公司生產的12kV固體柜的固封絕緣件外表面是沒有噴涂導電層的,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,運行地點分布在貴州、新疆、安徽、青海、廣西、四川、深圳、廣州等,時間最長的已經安全運行近七年,還未發現有問題。對于固封絕緣件外表面是否需要噴涂,廠家也作了一些研究。該固體絕緣環網柜采用單相固封模塊結構,三個獨立的單相固封模塊組裝為一個單元。如果固封模塊外表面未噴涂導電層,整機局放量在20pC以內;如果噴涂導電層,整機局放量在100pC以內。固封模塊外表面噴涂導電層后,與未噴涂相比,產品絕緣強度反而下降了。新概念廠家根據近7年來積累的固體柜生產和運行經驗,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已經基本成熟,目前產品具有這種技術含量,實現了外覆半導涂層,技術標準均達到或超過相關標準要求。這種技術對于產品的電場分布、產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,對產品的質量要求更高,并且要有必要的檢測手段,技術成熟后,半導涂層技術的應用會使產品運行操作更加安全可靠,相對于產品的成本也會提高。

  新疆烏魯木齊電業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),我們還沒有做過這方面的研究,目前我們使用的固體柜的固封絕緣件外表面是沒有噴涂導電層的,還沒有發現有問題。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,無論在固封絕緣件外表面是否噴涂了導電層,都不會打開金屬蓋板去觸摸固封絕緣件。)

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