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中压绝缘件局放控制和固体绝缘环网柜及绝缘件

来源:高压电器产业网   时间:2014-09-17   阅读量:1544

  【高压电器产业网】一、中压绝缘件的局放控制

  1.0工频耐压击穿和局放击穿

  对绝缘件的电性能出厂试验来说,主要是工频耐压水平和局部放电量。

  工频耐受电压考核的是绝缘件承受过电压的能力,在试验时会出现击穿和表面爬电,工频耐压时的击穿一般是电击穿,电击穿的特点:电场作用时间短,击穿电压高,击穿电压和介质温度、散热条件、介质厚度、频率等因素都无关,但和电场的均匀程度关系极大。此外和介质特性也有很大关系,如果介质内部有气孔或其它缺陷,这类缺陷对电场造成畸变,导致电介质击穿电压降低。在极不均匀电场及冲击电压作用下,介质有明显的不完全击穿现象,不完全击穿导致绝缘性能下降的效应称为累积效应,介质击穿电压会随着电压施加次数的增加而下降。从累积效应情况看,有些客户或生产厂家在没有好的测试手段时,盲目的依靠提高施加电压值和延长加压时间,其实是不科学的,无形中降低了产品的绝缘水平。工频耐受电压GB要求和IEC要求有所不同,国外多采用IEC标准。

  局部放电量更多的是考核绝缘件的长期使用寿命,通俗的来说就是存在缺陷,在工频耐压时不会击穿,在长期带电的情况下击穿。因局放量大造成的击穿一般是电离性老化,其特点:在较强的电场(特别是交变电场)作用下,在电极边缘、介质表面、介质夹层或介质内部常常会存在气隙或气泡,在交变电场作用下气隙或气泡的场强会比邻近固体介质内的场强大得多,而气体的起始电离场强又比固体介质低得多,所以在该气隙或气泡内很容易发生电离、电晕、局部放电、沿面放电等现象,气隙的电离会导致电场畸变、带电质点撞击气泡壁,使绝缘物分解、产生化学腐蚀(O3对有机绝缘物氧化)、局部产生高温使绝缘物破坏、分解(变酥、碳化等),并沿电场方向逐渐向绝缘层深处发展,最终导致绝缘贯通击穿。在质地致密的有机高分子绝缘物中,上述过程常以微观的树枝状的形式发展,称为电树枝。

  考虑到电离性老化的产生机理,在控制局放值的时候,也要考虑高压电气设备绝缘的局部放电熄灭电压,必须大于其常态工作电压,且有一定裕度。这样才能使由暂时态过电压触发的局部放电,在常态工作电压下熄灭。

  电离性击穿一般是在带电运行时间较长情况下发生,时间可能几十小时或几年。

  在过电压时容易发生击穿,包括操作过电压、单相短路时、雷击等。

  从缺陷的角度看,工频耐压击穿和局放量大击穿,本质上都是因为绝缘件内部存在缺陷,只是缺陷的严重程度不同,击穿的时间长短不同而已。

  为确保电气设备的安全运行,控制局放水平就显得非常重要。严格意思上来说绝缘层内部多少存在缺陷,也就是说局放是不可避免的,要做的是把它控制在一定水平,尽量降低。

  2.0局部放电的相关术语

  a、局部放电:导体间绝缘被部分桥接的电气放电,这种放电可以在导体附近发生,也可以不在导体附近发生。(只部分地跨越导体之间绝缘的放电)。

  导体间绝缘介质内部所发生的局部击穿的一种放电。该放电可能发生在绝缘内部或邻近导体的地方。

  b、局部放电量:用视在电荷量表示的,在一定条件下测出的试品发生的局部放电视在电荷量的值。

  c、局部放电重复率:平均每秒钟局部放电电脉冲的次数。

  d、局部放电起始电压:当加于试品上的电压,从观测不到局部放电的较低值缓慢增加到试验回路中观察到局部放电的最低电压值。

  e、局部放电熄灭电压:当加于试品上的电压,从观察到局部放电的较高值缓慢下降到在试验回路观察不到局部放电的最低电压值。

  3.0局部放电量的选取

  测量局部发电量涉及到两个方面,一是施加电压值,二是在规定的施加电压下多少范围内的局放值为合格。

  现在引用得最多GB/T4109-2008《交流电压高于1000V的绝缘套管》,其中浇铸式或模塑树脂套管分两种要求:①施加1.5倍相电压下,局放值小于10pC,②施加1.05倍相电压下,局放值小于5*>

  GB3906-2006《3.6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》附录B中这样描述:

固体绝缘的可接受值:在1.1Ur(相间电压)(在1.1 Ur/√(3) 相对地电压)下应为10pC,而对于中性点非直接接地系统,在1.1 Ur相对地电压下为100pC,试验程序按照A。此述说颇为难懂。

  在固封极柱标准中测试局放是在真空灭弧室断开情况下测试考核的是真空灭弧室陶瓷和树脂(包括硅橡胶)的结合情况,但对地情况标准中没有涉及。其意义值得商榷。

  JB/T10305-2001《3.6kV~40.5kV高压设备用户内有机材料支柱绝缘子技术条件》中规定:施加1.1 Ur电压下局放值小于10pC,由于绝缘子绝缘层非常厚,一般情况下内部有缺陷,但是局放值仍然非常小,测局放不一定能发现,也即有气孔但是局放量还是非常好。传感器的局放值更多的是电容芯棒的局放,从单独对电容芯棒测试情况看,大部分局放值达不到上述要求,但是电容芯棒因为是无机材料其内部的局放对产品的寿命影响不大,因为电离性老化是有机材料的特性。

  《国家电网公司十八项重大反事故措施(修订版)》中规定单个绝缘件局放值小于3pC,但没有给出施加电压值,结合GB 50150-2006《电气设备

交接试验标准》,应该是在1.1Ur/ √(3)电压下测量值。从企业内部控制出厂试验看除非有明确规定局放值及测试要求,采用1.2Ur/ √(3)电压下,通用的产品局放值小于3pC,满足客户的要求和确保产品的使用寿命。

  在测试局放值时,应先预加电压并保持10s,预加和施加电压相差0.2倍数,测局放值还有考虑局部放电起始电压、局部放电熄灭电压。

  在中压绝缘件中不是所有的产品都需要进行耐压局放试验,从控制效果看,象绝缘子、传感器工频耐压加上X检查效果比测试局放值效果更好。

  4.0影响局部放电量的因素

  影响局放的因素很多,下列所举的是一些常见的问题:

  4.1表面质量和污秽

  表面质量不好或者表面有一定的污秽及环境比较潮湿时,表面放电加剧,在工频耐压时会产生明显的放电声,严重到一定程度其所测得的局放值会大大增大,在试验前产品必须清洁干燥,最好将试品在实验室放置一段时间和实验室环境温度一样,环境湿度大于80%时,应该停止做试验,通过耐压时的声音可以判断一些情况。

  4.2内部气孔

  内部气孔,对于绝缘子、传感器、屏蔽绝缘件屏蔽部位是致命的缺陷。

  对屏蔽绝缘件而已按照气孔产生的部位可以分:在高压导体或高压内网周围有气孔、在高压导体或高压内网和接地屏蔽网之间绝缘层有气孔、接地屏蔽网之间有气孔,针对不同部位的情况其控制的侧重点也有不同;

  造成产品气孔的原因有以下几个方面

  1、原材料

  1)混合料中有挥发物、压缩空气中带来水分。

  原材料本身的挥发物、水分控制,原材料在存放取用时防止受潮;对原材料进行预处理去除水分、低分子物质,注射用压缩空气在温差大时凝露,需进行去湿、过滤处理。水分不光容易挥发后形成微气孔,而且和固化剂反应生成自由酸,使固化剂失效。

  2)填料熔融性差,造成填料沉降;

  3)混合料放置时间长或环境温度低造成粘度大;

  4)混合料粘度低,注射压力较小情况下就很快注满型腔;型腔内气体来不及排出

  5)原材料本身凝胶时间短、固化快;

  6)混合料在注射时温度升高速度快;

  7)混合料的真空度低,没有达到100Pa以下,混料时搅拌有死角;对真空度的要求重要的是混合料内部的真空度;

  2、模具、设备

  1)模具结构设计有死角,无法排气:

  2)模具的排气槽没有根据产品的特点设计(如户内、户外产品伞群排气完全不一样),模具排气槽太大太深,排气槽进料造成排气不畅;

  3)模具合模缝大造成漏料,模腔内压力小,APG的工艺有点显示不出来;

  4)模具型腔内部表面不光,造成空气流动阻力大;

  5)进料流道设计不合理,混合料在流道中流动不畅,或多型腔各腔注射压力差异大;

  6)模具制作、安装时没有考虑到不同模具本体不同薄厚受热时的膨胀差异性,加热后局部变形量大,造成漏料。

  7)模具、APG成型注射机变形严重造成模具合不拢;

  8)模具热容量小,容易受环境影响,波动大;温控系统失控或控制灵敏度差;加热点设置不合理;加热管或热电偶和模具模板配合间隙大,模具开、合过程中总归有震动,造成温度变化大。

  9)设备锁模力不够,无法自动补压、保压。

  10)设备模具倾斜角度不够;

  11)模具贴合部位密封圈磨损、老化不起作用;

  12)注料管和模具表面贴合间隙大。

  3、工艺控制和操作

  1)模具温度过高或者不同部位温差大,模具温度设置不合理;

  2)注料压力大,出料太快;

  3)原材料本身工艺参数变化大,员工操作时不容易掌控;

  4)埋在树脂内部件没有预处理或预处理不到位;

  5)混合料本身温度高,造成粘度大;

  6)特别小的产品,混合料粘度太低,稍微加压很快注满型腔,把气体包裹在混合料内;

  7)嵌件不耐高温,如网圈等焊锡在高温下融化;

  8)开模时间太早,造成注料口部位空心;

  9)没有采用补压措施;

  10)模具型腔、合模面、安装面等生产过程中没有清理干净、注料管贴合不紧,造成工艺条件不稳定,引发相关问题二造成气孔等缺陷。

  4、嵌件

  嵌件大小没有过渡,嵌件开槽不合理造成死角,嵌件折弯处有死角,嵌件预没有预处理或预处理不合理。

  4.3生产过程中的裂纹

  包括明显的开裂和微裂纹,产生的原因、部位有:树脂和导电杆、网圈结合力不够或者粘结不好、环氧树脂薄厚不均匀处,没有过渡区域;环氧树脂浇注层有尖锐角或直角处(与模具设计有关)、与金属接触处,特别是金属嵌件有尖锐角或直角没有倒圆角处理、与金属接触处的环氧树脂层较薄等,混合料本身不均匀造成错层等。

  生产过程中的开裂,包括放置一段时间后开裂也可以从原材料、模具、工艺控制等几个方面去查找原因。放置一段时间后开裂更多的是应力问题。

  1)原材料本身韧性不够,或者批次不稳定性,混合料配比错误或者混合不均匀;

  2)注射口设计不合理,开模时连注料头一起拉裂;

  3)模具、产品没有圆角过渡或者圆角过渡太小,造成应力集中;

  4)模具温度太高或者不同部位温差大;

  5)滑块变形或者装滑块型腔结垢严重,造成滑块和模具配合偏紧或者错位;

  6)螺母定位孔尺寸和销子配合太紧;插拔式销子和模具配合不好;

  7)模具型腔表面结垢或者脱模剂没有擦到位;模具没有进行预处理或者脱模剂本身质量差,粘性大,产品脱模时受力大;

  8)模具处于非自由状态,或者开模瞬间抖动;

  9)开模顺序或者取产品动作不当造成拉裂;

  10)产品脱模时产品固化度不够,产品受力造成嵌件和树脂的结合力下降;

  11)模具、活块脱模斜度不够,脱模时受力大;

  12)产品脱模时部分受力大、受力集中,模具的倾斜,取产品的使力大小和方向性;

  13)螺纹孔内进料,产品刚脱模时较软,卸滑块造成螺母周围裂;

  14)嵌件(埋在树脂内)长度、表面要求和处理不合理,或突出部分支撑台阶小,脱模时受力拉裂;

  15)薄厚差异大的产品脱模后在外存放时间长造成骤冷,尤其是在冬季;

  16)后固化温度、时间不够,烘箱内部温度相差大;

  17)后固化后没有随炉降温;

  18)原材料收缩率大;固化时发热量大,使绝缘绝缘介质温度局部升高快,使固化温度更高、固化速度更快、收缩更大;

  19)埋入的嵌件和树脂的膨胀系数的差异大,产生热应力;因嵌件的结构形状而造成应力集中。

  4.4杂质

  杂质可能是原材料中带来的,也可能是在生产过程中带入的,如填料中有杂质,料罐内壁上的残余料、机械磨损产生的碎屑、油质等;倒料时带入灰尘、包装物;模具、注料口飞边没有清理干净、嵌件等在生产过程中受污染或者本身表面有赃物,管道中有杂质;脱模剂、密封胶、硅脂,混合料不均匀(结团)注射时带入;嵌件滚花质量差产生铜屑,杂质多时可能会直接击穿。

  要控制杂质,从原材料开始整个过程必须注意,发现杂质时,可以在注料口加过滤网以此来降低杂质程度,降低其危害性。

  4.5绝缘介质的致密性和均匀

  绝缘介质越致密也均匀其介电强度越好,压降越均匀。对于APG工艺来说,要达到致密性就是使混合料在整个过程中承受一定的压力。

  4.6尖端放电和对尖端放电

  在尖端部位电荷积聚多场强大,容易出现尖端放电和对尖端放电,这样要求高压导体(高压内屏蔽网)对接地网圈表面没有尖端,同时接地网对高压端表面没有尖端。

  尖端放电的问题,不光是高压端或接地端会产生放电,使用中在一定条件下绝缘层外部尖端部位也会出现电场集中放电。

  4.7固化度

  产品的固化程度,体现了环氧树脂固化物分子交联程度。与原材料、固化温度和固化时间有关,除了影响机械性能外,对电气性能也有很多影响,如果在产品成型时温度太高,后固化时固化效果就差;烘箱内部温度达不到设定温度或者烘箱内放置产品过多造成空气不对流,都可能使产品出现固化度不够现象。如果后固化程度不够,其普遍的局放值会偏大。

  确定固化是否完全,可以结合产品的玻璃化温度检测情况,对如果能确定固化度不够的产品可以将产品重新进行固化。

  当产品的局放值偏离标准值规定不大,通过重新固化,部分产品可以降低局放水平达到技术条件的要求范围。当然再次固化的温度和时间不能按照正常的后固化温度和时间进行。

  4.8产品放置的方向性

  按照产品放置方向有水平方向和垂直方向,注料方向和网圈方向也有垂直和相同走向,从几种产品批量生产测试情况看,感觉还是有差异,但是无法具体验证。

  4.9高压导体(网圈)和接地网圈的同轴度

  套管内的屏蔽系统,主要是将棒对板电场结构变成同心圆电场结构,使极不均匀的电场变成稍不均匀电场,降低法兰面的电场降低和对地电容,并接地。高压和地网圈的同轴度越好局放值越小;内、外网圈在长度方向两端高度差异性越小越好。

  4.10应力

  在绝缘件由于其结构等因素,在成型过程中都会产生应力,当潜在的内应力大于环氧树脂固化物的强度(环氧固化物的强度与固化度和厚度有关,厚的环氧层抵抗应力的能力愈强)时,突然碰到释放内应力的条件(如:温差的变化、机械冲击力、电能冲击和振动等因素)或一定时间后,就会造成环氧树脂固化物的开裂。当环氧树脂固化物的强度大于内应力,浇注件就不易开裂。

  按照应力产生的时间可以分为三个阶段:

  1)初固化阶段

  2)热脱模阶段

  3)固化冷却阶段

  产生应力的原因主要包括几个方面:

  1) 不同物质不同的膨胀系数;

  2) 温度的差异性;

  3) 尖端;薄厚不均匀时过渡性差;

  4) 外力影响,如脱模受力不合理,骤冷骤热温度变化大。

  在生产过程中一是在设计上、工艺上尽量降低应力的产生,或者选用韧性好的材料;二是让应力尽量在生产过程中释放。最可怕的是在使用中开裂造成重大事故。

  不管是产品生产时开裂还是存放一段时间后开裂造成电性能不合格,多可以归纳到解决应力的问题。

  4.11屏蔽结构的设计

  屏蔽结构的设计要达到几个目的:一是使尽量降低法兰面的电场强度,二是充分利用产品的尺寸和对外绝缘不产生负面影响;三是屏蔽层之间的厚度在满足工频耐压一定裕度的情况下不要太厚,不然测试局放意义不大;四是高压网圈两端的均压考虑,使其不对空气放电;五是根据网圈安装定位方式、材料膨胀系数等选用材料;六是选用合适网圈目数。

  从屏蔽原理看采用整体屏蔽的效果比网圈效果好,但是整体屏蔽和树脂的结合是个难题,实际生产的产品其局放值整体屏蔽可能不如网圈。

  4.12原材料的影响

  从原材料厂家提供的技术参数看,除玻璃化温度外,很难判定是否适合于屏蔽绝缘件的生产(当然这也和产品局放的要求程度有关),对有局放要求的绝缘件其填料要用经硅烷偶联剂处理的硅微粉,对各类树脂具有良好的浸润性、吸附性、易混性、不易吸潮。

  树脂固化剂是否适用,可以从产品的两个方面去判定:一是在正常工艺下普遍的局放水平,二是在高低温试验前后的局放值变化程度,高低温试验后局放值会普遍增大,如果出现这种材料尽量不用。

  4.13不同绝缘介质之间的界面处理

  在多种绝缘介质情况下,如果不同介质之间结合不好,也会造成微小间隙和气孔或者开裂。必须对原先绝缘介质表面进行预处理,保持清洁,必要是涂增粘剂,后续绝缘介质成型时,其工艺参数、模具设计、工艺操作要考虑到可能对已经成型的绝缘介质性能的影响。需要摸索寻求产品质量、产能的最佳结合。

  4.14特殊屏蔽结构的均压处理

  在屏蔽网设计时要考虑到均压设计,对特殊结构的屏蔽、接地系统必要时要进行均压处理,避免电晕放电。

  4.15随炉降温后的产品保温

  原则上当产品内外温度随炉降温到环境温度,产品才可以出烘箱,但是有些特别厚(或局部特别厚的产品)的产品,表面温度达到室温,内部温度可能没有降低到室温,还是存在一定温差。还有因烘箱的原因产品不可能在烘箱内存放较长时间,在室温较低的情况下,可能影响到产品的局放值时,可以对出烘箱的产品进行保温处理,这样降低生产周期也不占用烘箱,同时不会造成对产品质量大的影响。

  4.16工艺参数的设置

  工艺参数的设置,最主要的是温度,模具、嵌件温度的设置,其目的是让和局放值直接有关的部位先反应,产品的最远端先固化,注料部位最后凝胶。在反应收缩过程中能补料,在环氧树脂固化成型时是个放热的过程,不会放热而造成固化太快和应力大。

  5.0产品测试及外界干扰

  在进行耐压、工频试验时,可能因产品温度高(后固化后产品内部温度还没有达到室温)、环境潮湿、产品表面污秽、试验用绝缘溶剂有杂质或者安装放置产品时带入气体、产品放置不当、高压连接部分有尖端、接地不良、外界干扰等出现测试结果不准确。试验时产品的布置方式要尽量接近产品的正常安装情况。用于充气柜的绝缘件由于其外绝缘不够可以放置在绝缘溶剂中、或者外部加装绝缘屏障进行耐压试验。

  耐压时可以根据声音来判断一些情况,在测试局放时,可以根据波形判断绝缘介质内部缺陷放电还是尖端对板放电、尖端板间有绝缘屏障的放电、悬浮电位引起的放电、接触不良引起的放电、可控硅引起的放电等情况,要区别对待。

  测试局放时如果测得值波动较大,加压时间放长,稳定一段时间再读取数据,校准方波时其模拟值尽量和产品的要求局放值接近,档位选取时也一样。一般每天开始测试时进行方波校准,但是测试不同产品时,更换一种产品必须校准一次方波。

  出现外界干扰情况,可以用频域开窗法、时域开窗法、平均技术法等予以抑制,随机性干扰一般遵从正太分布,而局部放电信号则发生在固定相位。

  二、固体绝缘环网柜

  固体绝缘环网柜目前正全力发展,很多厂家设计了很多方案,绝缘件的成本占了相当大的比例,它的核心就是固体绝缘绝缘件;产品的竞争首先在质量过关,在保证质量的前提下最终还是要回落到价格的竞争,如何在最初设计时就控制成本,是需要我们关注的,从我们所接触到的产品看,有几个方面值得大家探讨,

  1、带电显示

  显示带电状态,普遍采用的是用屏蔽网圈的方式,这带来了局放的问题,因局放问题存在一定的报废率,由于电缆进出线头是悬浮安装,不用屏蔽网圈采用电容芯棒是否可行? 12kV产品放电的几率应该很小,如部分隔离开关的套管没有采用屏蔽经多年使用没有问题。尤其是套管和本体一体式结构的。

  2、真空灭弧室的安装方式

  真空灭弧室是采用直接固封还是后续安装灌封?直接固封由于APG工艺、真空灭弧室的质量问题存在一定的报废率,直接包封主导电回路散热性要差些,对材料的要求也高,在批量生产时由于不同客户会选择不同厂家的真空灭弧室,不利于批量生产。

  真空灭弧室采用后续安装灌封,其外绝缘也能保证,真空灭弧室的成本也要低些不需要采用固封极柱专用灭弧室,灌封时灭弧室可以不包缓冲层,用表面处理方式即可,这个工艺在户外真空断路器已经使用多年比较成熟。在产品发热时包裹在灭弧室外的硅橡胶缓冲的余地也大些。

  3、玻璃化温度的选择

  玻璃化温度的选择方面主要考虑到产品的耐热性,很少材料能做到玻璃化温度很高同时抗开裂性很好,一般情况下玻璃化温度越高产品越脆更容易开裂。能够做到两者兼顾的材料价格非常高。其成本会很高,一个新产品如果价格方面比原来产品高出很多,客户的接受程度会大大降低。

  玻璃化温度的选择个人认为可以参照SF6充气柜绝缘件的,如SF6壳体等,其上下触头也埋在树脂里。其选用的材料玻璃化温度一般也就100°左右,产品已经使用很多年,因发热而造成的事故很少,说明其选择还是有其合理性。

  从开关的角度看,其本身也有个温升控制的问题,主回路导电容量是否足够?材质(电导率)、镀层质量控制、装配质量控制等,同时在开关结构设计上来控制和降低环境温度。

  对材料指标的要求更应该综合考虑,同时结合其它类似产品的使用经验。

  4、机械强度

  固体绝缘环网柜,不管采用哪种结构,总归有个平面承受断路器、接地开关、隔离开关分合时的冲击力,加上该部位树脂内埋有导电件,成为最薄弱的环节,从设计时就要充分考虑到,生产时也是工艺控制的重点,保证导体和树脂结合良好。

  安装表面承受的冲击力和真空断路器的绝缘筒相类似,有一定厚度后,应该问题不大。

  负荷开关、接地开关分合闸时的缓冲,可以加装缓冲设施,也可以在刀头及底座设计时考虑到,利用刀头、底座的特殊设计来达到定位缓冲的效果,在成本、装配的繁杂程度可以降低许多。

  5、出线套管的设计

  进线套管一般采用直通式的,出线套管有些采用弯曲式的,采用弯曲式的套管制造难度会大很多,一是导体和模具的配合问题,在导体预处理时会发生变形,二是产品成型后的开裂,因为在成型时导体是在高温状态,如果过程控制不好可能会出现冷却后的产品开裂。进出线套管后续安装的会不会存在对安装螺母的放电。

  6、标准件的采用

  在设计时尽量采用标准尺寸,如熔断器绝缘筒内腔尺寸和塞头固定法兰面尺寸,可以参照SF6熔断器绝缘筒的方式,电缆接头也同样。

  7、参数的测定

  由于本体内装有断路器、接地开关、隔离开关,其参数需要测定和调整,测试时一般是整体装配好后进行,现在测试大多参照负荷开关的测试方法,值得商榷。

  在本体结构上要考虑到预留测试的接口问题。并且测试附件安装拆卸方便。

  8、熔断器方案

  现在的要求是要有熔断器方案,熔断器保护一般用于负荷开关比较多,作为断路器来说,加上熔断器保护是否有必要。在柜体尺寸有现在的情况下,在本体下端加装熔断器绝缘筒,由于空间限制,装配起来比较麻烦,尤其是在接电缆时。

  9、导电件的设计和导电回路的连接

  主回路导电件设计时在满足容量要求的前提下要尽量做到圆滑过渡,能圆不方。连接部分采用焊接方式尽量避免螺栓连接减少尖端放电和避免开裂,动连接部分采用刀闸式连接,刀闸式连接比插接式连接成本可以降低,对导体的尺寸、位置度控制要求也会降低,回路电阻调整也方便。在给出整个回路电阻控制要求的基础上,最好能够给出埋在树脂里的导电部件回路电阻,这主要针对焊接导体。避免因焊接质量导致回路电阻大造成产品的报废。

  通过对导体的形状设计,降低对地(表面接地层)的电场强度,提高和树脂的结合力,也同时提高整个绝缘件的强度。

  10、表面接地层

  表面接地层的处理有外部包封导电硅橡胶、表面涂覆导电胶(或漆)、表面金属喷涂几种。

  表面接地层不管采用哪种方式,其核心在于控制局部放电,如果局放不控制,会起到反作用,非常容易产生放电击穿,也涉及到树脂层厚度的设计问题。

  相对于其它屏蔽绝缘件,其结构差异很大,其它屏蔽绝缘件,其高压端、接地端之间是同心圆电场结构,不管高压端是屏蔽网还是圆形导体,但在固体绝缘中,高压端部分是圆形、部分是平面,对地端是平面,这两者的差异性会带来什么的区别?

  从技术要求看,接地层有两个指标,一是接地层的连续性,二是局部放电量。

  另外在运输、安装过程中,尤其是现场安装时,万一出现碰伤、剥离,其端部就会产生局部放电,这对后续控制保护提出了新问题。

  从散热的角度看采用金属喷镀的效果最好,金属散热性好,对以热循环为首的各种老化具有很强的稳定作用。

  接地层的保护问题必须在绝缘件生产时就考虑到。在接地层处理过程产品的保护也是一个方面。

  11、干燥

  不管产品表面接地层采用何种方式,对环氧树脂表面釉层都是有破坏作用,其吸水性会大大增加。加上很多环网柜安装在箱式变电站内,其环境比室内开关柜运行恶劣。

  采用的方式可以用在箱体内充干燥空气,目前采用的固体绝缘本体内部充干燥空气,在本体设计时要考虑本体和安装板的密封性、本体孔、窗的密封性,这个密封性相对好解决,但是本体外部怎么办?这就带来两个问题:装配环境的控制和开关柜柜体的密封性,要保证柜体的密封性,其成本和工艺要求就会提高。是否在其它方面动动脑筋?

  12、本体和套管的装配

  很多方案是本体和进出线套管分开的,包括熔断器绝缘筒和套管的连接,其安装时硬接触。尺寸控制是一方面,装配过程控制也很重要。如果存在接触间隙、装配时带入灰尘、环境凝露水分进入等,可能发生对安装螺母的闪络放电。

  13、装配的方便性

  环网柜柜体尺寸都比较紧凑,其布局要考虑到进、出线绝缘、电缆等的安装方便性,尤其是电缆头安装,其本身安装质量就要求高,如果安装不方面很可能造成安装质量问题造成击穿。

  14、熔断器绝缘筒的屏蔽

  熔断器绝缘筒从接触到的设计看没有屏蔽系统,在绝缘筒的端部有小接地系统,考虑到绝缘筒一般是倾斜安装,在端部可能要有安装板固定,这样才能保证其牢固性,光靠和出线套管的连接显然是不够的。如果加装安装板就有可能产生放电,就必须有屏蔽系统。

  15、空气绝缘距离

  这里指的空气绝缘距离是绝缘件表面接地层处理后,裸露在空气中导电体对接地层的空气绝缘距离。

  当表面有接地层时,裸露的导体从原来的绝缘结构高压-空气-绝缘层-空气变成高压-空气-绝缘层-接地;也就是说在有接地层时绝缘层起到类似屏障的作用。安装现有的大部分结构在工频耐压时显然空气绝缘距离是不够的。和这个部位的绝缘层厚度没有关系。

  16、产品试验

  有接地层的产品其电性能在接地前后都要进行测试,最后是组装好后进行。由于是电缆连接,套管的外绝缘可能不够,这个方面要注意到。需要辅助屏障或者整体在绝缘溶剂中进行测试。

  局放的要求是按照部件还是整体组装后的?

  17、产品的过程保护

  固体绝缘环网柜的绝缘件,和其它的绝缘件其工序要多,成型-清理-测试-表面处理-接地层-测试。多一个环节就产品就多了一次磕碰损伤的可能性。所以在整个转序过程中和工序过程中的保护也就要繁杂的多。               【 北京瑞奇恩互感器设备有限公司      周顺彪 (shunbiao.zhou@163.com) 】

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关键字: 绝缘件 , 开关柜 , 中压 , 周顺彪

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本文标题:中压绝缘件局放控制和固体绝缘环网柜及绝缘件
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