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        高溫雨季沿海區(qū)域電力系統(tǒng)安全運(yùn)行實(shí)踐

        2018-05-18 09:04:08李賀昌程寶芳蔣海牙
        冶金動(dòng)力 2018年6期
        關(guān)鍵詞:區(qū)域故障設(shè)備

        李賀昌,程寶芳,蔣海牙

        (首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司能源與環(huán)境部,河北唐山 063000)

        引言

        高溫雨季是電氣事故的高發(fā)期,電氣事故不但會(huì)影響設(shè)備本身的運(yùn)行穩(wěn)定水平,同時(shí)由于電氣故障導(dǎo)致的系統(tǒng)電壓暫時(shí)降低會(huì)影響同系統(tǒng)內(nèi)大量對(duì)電壓要求較高的變頻設(shè)備、低壓接觸器等設(shè)備瞬時(shí)跳機(jī),進(jìn)而擴(kuò)大電力故障的影響范圍,嚴(yán)重?cái)_亂正常的生產(chǎn)生活秩序,對(duì)于沿海區(qū)域的電氣設(shè)備影響尤甚。因此研究高溫雨季下沿海區(qū)域的高溫高濕環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備的影響機(jī)理顯得尤為重要,通過采取必要的措施改善電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境,提高高溫高濕環(huán)境下電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行是一項(xiàng)十分重要且必要的工作。

        1 沿海特殊區(qū)域?qū)﹄娏υO(shè)備設(shè)施的影響

        高濕環(huán)境主要是指沿海地區(qū)或長期降雨地區(qū),這部分區(qū)域的氣候以潮濕為主,而且沿海地區(qū)還伴隨著高鹽的情況,很容易導(dǎo)致電氣設(shè)備周邊的濕度急劇增加,這種環(huán)境對(duì)于電氣設(shè)備的影響絕對(duì)不低于高溫的環(huán)境。設(shè)備表面會(huì)因?yàn)槭艿綕駳獾挠绊懚斐山^緣材料介電強(qiáng)度減弱,會(huì)導(dǎo)致表面擊穿以及漏電的情況。潮濕空氣進(jìn)入電氣設(shè)備內(nèi)部會(huì)加速金屬結(jié)構(gòu)件的銹蝕過程,降低其機(jī)械強(qiáng)度,電氣件的絕緣性能會(huì)大大降低,造成電氣設(shè)備爬電、閃絡(luò)和跳閘等事故,給企業(yè)生產(chǎn)和居民生活帶來不良影響。

        海邊空氣含有大量的海水微粒隨風(fēng)飄落到室外設(shè)備絕緣子表面,形成污穢層,當(dāng)濕度超過80%以上時(shí),含大量離子的微粒溶解后呈離子狀態(tài),在電場作用下,帶不同電荷的離子向相反的方向流動(dòng),形成泄漏電流。由于泄漏電流的作用,從局部打火演變成絕緣子串沿面擊穿,發(fā)生閃絡(luò)事故。

        沿海區(qū)域空氣中能容納一定量的水汽,氣溫愈高,空氣中所能容納的水汽愈多,反之愈少。當(dāng)空氣溫度低到不能容納原先所含有的水汽時(shí),過剩的水汽便凝結(jié)成小水滴。同時(shí)沿海地區(qū)空氣中含有大量隨海水蒸發(fā)的鹽分,其溶于小水滴中便形成了濃度很高的鹽霧。設(shè)備內(nèi)部在潮濕的環(huán)境中會(huì)結(jié)成水珠附著于零部件,這樣就會(huì)造成以前并不導(dǎo)電的絕緣部分表面形成導(dǎo)電通路,進(jìn)而造成短路故障。以下就沿海區(qū)域高溫高濕環(huán)境下的電氣設(shè)備影響及具體措施進(jìn)行具體分析。

        2 鋼鐵廠電力系統(tǒng)電氣設(shè)備受鹽霧影響分析

        (1)對(duì)室外電氣設(shè)備的影響

        由于沿海區(qū)域特殊生產(chǎn)環(huán)境:靠近海邊并且濕度大,尤其是表面有污穢的室外電氣設(shè)備在大霧情況下極易發(fā)生閃絡(luò)事故。圖1所示為在大霧天氣時(shí)發(fā)生沿瓷式絕緣子表面發(fā)生的電氣擊穿事故。圖2為長期運(yùn)行在沿海區(qū)域室外變壓器銅編織軟連接及銅編織底線的影響情況。

        圖1 鹽霧對(duì)室外絕緣子隔離刀閘的影響

        圖2 鹽霧對(duì)銅編織線的影響

        (2)對(duì)室外配電裝置的影響

        2015年6月份海邊某碼頭配電室發(fā)生滑環(huán)箱內(nèi)部故障,造成10 kV系統(tǒng)電壓先發(fā)生單相接地,持續(xù)兩個(gè)周波后發(fā)生弧光短路引發(fā)三相接地故障,10 kV系統(tǒng)電壓降至6.3 kV,影響所在電氣系統(tǒng)用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。具體情況見圖3、圖4。事后分析事故原因主要為當(dāng)時(shí)連續(xù)出現(xiàn)陰雨天氣,晝夜溫差較大導(dǎo)致箱內(nèi)空氣濕度加大,同時(shí)存在加熱器未正常工作的情況,晝夜溫差較大導(dǎo)致箱內(nèi)鹽霧水汽發(fā)生凝露,凝露而成的液態(tài)水滴附著在絕緣板及絕緣子表面,形成導(dǎo)電通道,破壞電氣絕緣,使原先不導(dǎo)電的區(qū)域變成了導(dǎo)電區(qū)域,進(jìn)而引起放電最終導(dǎo)致發(fā)生電氣故障。

        圖3 海邊配電滑環(huán)箱內(nèi)的故障情況

        圖4 配電滑環(huán)箱故障電壓變化情況

        (3)對(duì)配電室內(nèi)的電氣設(shè)備的影響

        部分高壓配電室內(nèi)由于未配置空調(diào)或除濕設(shè)施,而僅僅依靠傳統(tǒng)的軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng),在夏季出現(xiàn)斷路器銅觸頭及銅母排變綠,并且長期運(yùn)行情況下母排絕緣護(hù)套有腐蝕痕跡,停電后搖測母線絕緣阻值不足10 MΩ,設(shè)備絕緣水平嚴(yán)重降低。具體如圖5、圖6所示。

        圖5 配電室內(nèi)高壓斷路器觸頭變化情況

        圖6 配電室內(nèi)高壓母線變化情況

        3 鋼鐵廠電力系統(tǒng)完善治理情況

        (1)對(duì)室外電氣設(shè)備的影響

        因此建議對(duì)戶外瓷絕緣設(shè)備(變壓器的絕緣瓷瓶、線路的絕緣子等)噴灑RTV,提高瓷絕緣設(shè)備的防污閃能力。

        (2)對(duì)銅編織軟連接及銅編織地線改為銅箔。

        圖7 變壓器軟連接更換為銅箔

        (3)更換室外線路絕緣子為防污型復(fù)合針式絕緣子有效提高設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行水平。復(fù)合絕緣子主要由玻璃纖維環(huán)氧樹脂引拔棒、硅橡膠傘裙、金具三部分組成。其硅橡膠傘裙采用整體注壓工藝,從而解決影響復(fù)合絕緣子可靠性的關(guān)鍵問題界面擊穿。具有良好的憎水性、耐老化性,機(jī)械強(qiáng)度高,耐污性能強(qiáng)。

        (4)對(duì)室外配電裝置箱體密封用硅酮密封膠進(jìn)行處理,此膠在室溫下通過與空氣中的水發(fā)生固化形成彈性硅橡膠,達(dá)到良好密封效果。在柜內(nèi)安裝溫度傳感器,便于確認(rèn)柜內(nèi)加濕器工作正常,使柜內(nèi)溫度高于柜外環(huán)境溫度,不具備凝露發(fā)生的條件。

        (5)在室外配電箱相間加裝絕緣板,避免室內(nèi)發(fā)生單相接地故障的情況下演變?yōu)槿喽搪饭收稀?/p>

        (6)在配電室增加空調(diào)及除濕機(jī),改善室內(nèi)環(huán)境,確保保持在恒定溫度和濕度,避免晝夜溫差大導(dǎo)致觸頭及母線受潮腐蝕的現(xiàn)象。

        4 結(jié)論

        針對(duì)沿海區(qū)域環(huán)境鹽霧濕度大,為確保此類地區(qū)用電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,建議考慮從以下幾方面進(jìn)行完善:

        (1)選用室外電氣配電箱建議提高電氣設(shè)備防護(hù)等級(jí)至IP67(不透灰塵、防護(hù)浸水),同時(shí)配備加濕器及溫度傳感器,避免配電箱內(nèi)發(fā)生凝露情況。

        (2)對(duì)于室外絕緣子建議采用憎水性防污能力強(qiáng)的設(shè)備或者噴涂防污閃涂料。

        (3)對(duì)于銅編織線建議更換為銅箔或銅棒以提高防腐蝕能力。

        (4)對(duì)于配電室建議配備空調(diào)及除濕設(shè)備,確保配電室內(nèi)保持恒溫,防止斷路器觸頭及母線發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

        (5)由于短路故障基本上都是瞬時(shí)切除,為降低電氣故障的影響范圍,建議根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行的需要,對(duì)不必要采取低壓脫扣的低壓配電室,解除低電壓脫扣線圈。

        (6)利用檢修機(jī)會(huì)做好設(shè)備灰塵清掃工作,提高設(shè)備絕緣水平。

        [參考文獻(xiàn)]

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        [2]羅宣國,夏麗建.電氣設(shè)備的防凝露技術(shù)研究[J].可再生能源,2014,32(4):489-492.

        [3]李英奇,王戰(zhàn)紅,梅超美,等.一起開關(guān)柜凝露閃絡(luò)事故分析與預(yù)防措施[J]. 陜西電力,2009,37(4):51-53.

        [4]常海.氣象災(zāi)害對(duì)電網(wǎng)的危害及預(yù)防措施[J].科技與企業(yè),2012(14):164-164.

        [5]蔣濤,孫微庭.環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜凝露問題的分析與解決方案[J].農(nóng)村電工,2011,19(1):28-28.

        收稿日期:2018-02-05

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