全绝缘管型母线的应用技术探讨
崔冲霄 杨江峰 侯晓斌
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崔冲霄 杨江峰 侯晓斌,. 全绝缘管型母线的应用技术探讨[J]. 电力技术学报,20226. DOI:10.12721/ccn.2022.157050.
摘要: 全绝缘管型母线是一种在国内应用十多年的导电产品,因其绝缘类缺陷不易被发现,相关的试验与排查手段不多、国家标准不全,设计、生产、安装、运行和全过程检测等方面均存在不足,时常发生故障。所以必须从技术水平和管理制度全流程标准化作业才能提高产品可靠性。本文通过对全流程的制造管控及采用的电气试验进行探讨,减少故障现象的发生。
关键词: 全绝缘管型母线;聚四氟乙烯类绝缘管型母线;电气试验;现场施工
DOI:10.12721/ccn.2022.157050
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引言

全绝缘管型母线是电力输变电系统中关键的设备之一,对输变电系统及电力设备的安全、可靠运行起着至关重要的作用。实质就是利用铜管作导体、外敷绝缘的一种母线产品。国际上,绝缘管型母线的应用起步较早,相关产品的材料选取及应用、结构设计技术、制造工艺方案等都已基本成熟。

在我国,全绝缘管型母线的应用起步较晚,仅有十余年时间。目前主要有环氧树脂浸浇注类、聚酯薄膜或聚四氟乙烯绝缘带绕包式和聚乙烯、三元乙丙橡胶(EPDM)或硅橡胶绝缘挤包式等三大种类绝缘形式下至少六种类别的产品。三大种类产品各自结构和生产流程差异明显,不同厂家在导体连接方式,中间连接处和端部的绝缘设计方面均有不同的形式结构,目前没有统一国家标准,导致在实际应用中时常发生故障。本文只对聚四氟乙烯绕包式全绝缘管型母线展开探讨(图1)。

50.1.png1聚四氟乙烯类绝缘管型母线特点

聚四氟乙烯类全绝缘管型母线利用聚四氟乙烯带或聚酯薄膜材料缠绕,层间涂抹硅油形成主绝缘层。在绝缘中缠入多层半导电(导电)材料,形成电容屏,均匀场强。 基本工艺流程是:现场查勘管型母线尺寸-厂内弯曲铜管-发送现场安装铜管-现场缠绕聚四氟乙烯电容屏-热缩外护套。具有以下优势:①生产工艺简单,流程环节少,产能充足。②现场故障恢复简单,在故障点破开绝缘,逐层缠绕恢复绝缘结构即可。同时,存在以下技术难点:①聚四氟乙烯或聚酯薄膜本身性能优异,但其绝缘性能决定于绕包过程中是否形成致密、紧实的多层结构,而且现场安装接头时,更难控制质量。

2绝缘管型母线生产、安装及使用过程中的管控措施

①建议安排专人进行驻厂监造,现场要求使用有熟练技能、工作经验多的人员进行制造。现场环境要求清洁,员工防护措施要求齐全。

②购置的绝缘材料要求使用一线的品牌产品。

③运输、吊装过程中要做好保护措施,不得出现挤压、划伤全绝缘管型母线绝缘外皮的现象发生。安装前现场存放要做好防护,接头要做好密封措施,不得发生磕碰,不得进入雨水、潮气。免因聚四氟乙烯带及屏蔽铝箔受损或聚四氟乙烯带内包裹潮气,减低其绝缘,发生击穿。(图2)。

50.2.png④鉴于全绝缘管母在制造过程中对环境的特殊要求,在施工过程中必须要创造好现场安装环境,施工人员要穿戴好防护服、防护用具,戴干净的尼龙手套。施工过程中要对接头部位清理干净,不得出现脏污,特别要注意将接头部位的密封胶清理干净,不得遗留硬质胶块以防造成聚四氟乙烯缠绕不平整,造成电场不平衡,发生击穿(图3)。

50.3.png⑤全绝缘管型母线与电缆相比,唯一不足之处就是中间接头多,中间接头部位的绝缘处理复杂,若处理不当,会造成端部污闪或外保护套爬电现象。现场环境恶劣、尽量不要进行全绝缘接头制作,建议做成半绝缘接头,并在人员活动区域做好绝缘隔板的隔离措施。

⑥安装现场要对施工过程中的环境温湿度掌控,阴雨天气不得施工,以免造成聚四氟乙烯带内包裹潮气,减低其绝缘,发生击穿。

⑦隐蔽部位要避免做接头安装,以免对日后的运维带来不便。分层作业进行电焊时要做好防护措施。

⑧施工单位要有完善的施工作业标准,比如止水胶带要缠绕几圈、热缩头烘烤程度、聚四氟乙烯缠绕的层数、聚四氟乙烯的缠绕力度、屏蔽层的缠绕层数。不能让其在现场凭经验、靠感觉施工。

⑨要重视防震弹簧的安装,以免在管母热胀冷缩时绝缘受损。为了降低母线外护层的放电现象,加强中接接头部位的绝缘和密封,在屏蔽绝缘铜管母线的端部加装“增爬器”(即伞裙)可大大降低放电风险(图4)。

50.4.png⑩使用过程中要按周期对其接头部位、管身进行红外测温。发现超过90℃或者三相不平衡时及时进行检查处理,避免造成故障。

3绝缘管型母线试验方面的要求

因聚四氟乙烯类全绝缘管型母线现场安装过程繁琐,且安装工艺直接影响设备的运行可靠性,因此必须在全绝缘管型母线系统安装完毕后、投运前进行严格的现场交接试验。由于目前尚无全绝缘管型母线的相应交接试验标准,为提高绝缘管型母线设备运行稳定性,建议聚四氟乙烯类绝缘管型母线交接试验应包含的绝缘试验项目有:介质损耗因数和电容量测量、交流耐压以及随后的局部放电测量,并通过试验结果综合评估诊断绝缘管型母线绝缘性能。

4结束语

全绝缘管型母线技术的优势十分显著,在现场的应用也越来越多。由于当前国内无统一的技术标准与规范,导致行业监管与技术监督的开展缺乏有效管理和技术手段,全绝缘管型母线时常发生故障。结合全绝缘管型母线本身绝缘材绝缘结构特点、行业发展现状及存在的普遍问题,使用全绝缘管型母线时要对其运输、制作、现场环境及其设计严格把关,优先考虑施工作业标准化的单位进行,必须要对绝缘材料严格把关。本文认为:必须围绕全绝缘管型母线在材料选取、绝缘设计、生产工艺和产品质量检测及运行维护等全过程管控,从技术问题和管理问题两个层面开展体系化工作,才能杜绝设备故障的发生,保障产品的安全稳定运行。

参考文献

[1]7.2kV-40.5kV绝缘管型母线技术规范  Q/GDW 11646-2016

[2]35KV及以下固体绝缘管型母线   DL/T 1658-2016

[3]电气装置安装工程 母线装置施工及验收规范   GB 50419