淺談高壓開(kāi)關(guān)柜固體絕緣技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2013-07-24 新聞來(lái)源：中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)
隨著(zhù)電力網(wǎng)絡(luò )的高速發(fā)展，在提高對供電質(zhì)量要求的同時(shí)，同樣也要求降低設備長(cháng)期的檢修、維護運行費用。此外，城市供電迅速發(fā)展，地鐵、高層建筑等設備安裝場(chǎng)所都對開(kāi)關(guān)柜的絕緣技術(shù)要求進(jìn)一步提高。這樣就對開(kāi)關(guān)柜的可靠性和實(shí)用性提出了更高要求，固體絕緣技術(shù)成為一種發(fā)展趨勢。
絕緣技術(shù)的重要性
高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備功能多樣，其中的遮蔽功能、隔離功能、絕緣功能和控制、保護功能均需依靠絕緣結構實(shí)現。因此高壓開(kāi)關(guān)柜的絕緣技術(shù)在高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
根據日本對7.2kv、1200a、20ka饋線(xiàn)的高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備的價(jià)格統計，絕緣結構占總價(jià)格的48%。所以，僅僅從經(jīng)濟角度來(lái)看，選擇合理的絕緣材料、設計出合理的絕緣結構以及確定正確的絕緣方式對高壓開(kāi)關(guān)柜的價(jià)值來(lái)說(shuō)是十分關(guān)鍵的。
從高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備的另一熱點(diǎn)—小型化出發(fā)，歐洲自上個(gè)世紀四十年代初期以來(lái)不斷推出新的絕緣方式并不斷研究開(kāi)發(fā)，也包括真空斷路器等小型斷路器的不斷推出。根據日本的統計，高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備體積只有四十年前的五分之一，現今高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備的價(jià)格只為四十年前的五分之一。
在開(kāi)關(guān)柜中，通常的絕緣結構形成不均勻電場(chǎng)。在這樣的電場(chǎng)中，不能僅靠增大距離來(lái)提高絕緣強度，還需要優(yōu)化電場(chǎng)結構，改善電場(chǎng)均勻性。
絕緣材料及結構
高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)常用的絕緣材料按形態(tài)大小可以分為：氣體絕緣材料、液體絕緣材料、半固體絕緣材料、固體絕緣材料和真空絕緣材料五類(lèi)，其中固體絕緣材料應用最廣，本文主要探討高壓開(kāi)關(guān)柜的固體絕緣技術(shù)。
(一)環(huán)氧樹(shù)脂的沿革
環(huán)氧樹(shù)脂是固體絕緣高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備的主要絕緣材料，1930年環(huán)氧樹(shù)脂在歐洲首先合成。環(huán)氧樹(shù)脂以高絕緣強度、高機械強度、澆注硬化時(shí)體積變化小和便于機械加工等優(yōu)點(diǎn)著(zhù)稱(chēng)。
(二)對作為主絕緣的環(huán)氧樹(shù)脂的要求
1、優(yōu)良的耐長(cháng)時(shí)期電壓和短時(shí)間過(guò)電壓的絕緣特性。
2、優(yōu)良的抗拉伸、抗壓縮和抗彎曲的機械特性，以滿(mǎn)足操作力、電磁力和抗地震的要求。
3、優(yōu)良的耐熱、熱膨脹和熱傳導特性。
4、耐水分及紫外線(xiàn)照射。
5、不燃性或難燃性。
為了滿(mǎn)足不同的要求，在固體絕緣設計和制造工藝方面必須慎重加以考慮，如材料選擇、電極及各種金具的設計、模具設計及制造、澆注工藝等。在材料選擇方面由環(huán)氧樹(shù)脂主材料、硬化劑、增韌劑、增塑劑、填充劑、著(zhù)色劑等，此處不予詳述。
固體絕緣技術(shù)
固體絕緣高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備的優(yōu)點(diǎn)是抗外界環(huán)境、維修省里化及超小型化。其實(shí)，大氣絕緣或氣體絕緣高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備等也都是使用固體絕緣的支持絕緣子、絕緣拉桿、套管、滅弧室和屏障、覆蓋等。固體絕緣高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備則指的是高壓帶電部分的絕緣幾乎完全由澆注環(huán)氧樹(shù)脂制品承擔，并在澆注環(huán)氧樹(shù)脂制品外噴涂鋅層并接地。環(huán)氧樹(shù)脂澆注高壓電工產(chǎn)品在1960年開(kāi)始投入市場(chǎng)。固體絕緣高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備則在1965年開(kāi)始在市場(chǎng)出現。
(一)固體絕緣高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備的主要優(yōu)點(diǎn)
1、固體絕緣高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備占用面積只為大氣絕緣高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備的10%-20%，是超小型產(chǎn)品。
2、樹(shù)脂澆注件的外表面用接地金屬層覆蓋，安全性好。
3、由于同樣原因，無(wú)相間短路發(fā)生。
4、維修省力。
(二)固體絕緣高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備也有下述不足
1、主回路完全由澆注件構成，柔性不足。
2、高電壓時(shí)，高壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設備重量過(guò)大。
固體絕緣、復合絕緣技術(shù)的應用使高壓開(kāi)關(guān)設備的小型化程度大為提高，環(huán)境適應能力得到了很大改善。局部放電、老化試驗的研究提高了開(kāi)關(guān)設備的可靠性。新技術(shù)、新材料、新工藝的采用將極大地改善高壓開(kāi)關(guān)設備的電氣性能、提高絕緣的耐電壓等級、大大提高產(chǎn)品的壽命和可靠性，有力地促進(jìn)電力工業(yè)的發(fā)展。
【打印】 【關(guān)閉】
| 分享到： |  qq空間 |
 新浪微博 |
 人人網(wǎng) |
 豆瓣網(wǎng)
|
 MSN |
 騰訊微博 |