绝缘强度

以前变电站高压室内的35kV开关柜通常采用小型化设计，只有1.2米宽，柜内导体间的最小绝缘距离只有230mm，不满足2014版《十八项反措》300mm的要求。虽然生产厂家在柜内加装了绝缘隔板或绝缘护套，但是绝缘击穿故障还是经常发生。目前，山东公司此类35kV开关柜问题高达3747面，存在较大设备安全隐患，严重影响电网安全运行。 通过对近5年的开关柜事故统计分析，87%的35kV开关柜绝缘击穿是由温度、湿度、污秒三个关键要素导致的。因为高压室与外界密封性较差，导致户外的潮气和灰尘进入开关柜内，致使绝缘件受潮脏污，造成绝缘强度降低，发生闪络击穿故障，严重时还会引起母线全停、变压器出口短路，甚至开关柜整组烧毁。 如果能对开关柜高压室的空气环境进行管控，避免开关柜脏污受潮，就能杜绝此美事故。解决方案就是控制高压室的环境因素-——温度、湿度、污秒。然而现在高压室的设计规范仅有温控的通风机这一项环境控制设备，潮气和灰尘经过通风口进入高压室内，无法有效控制运行环境。因此，巫需研制一套高压室环境控制系统，能够在变电站高压室内规模化安装，实时监测、控制高压室内环境情况，将高压室内温湿度始终控制在允许范围内，有效隔绝灰尘，提高开关柜设备电气绝缘强度水平，杜绝因开关柜设备绝缘击穿导致的故障，确保变电站安全运行。

气体绝缘开关设备(C-GIS)以其结构简单、占地少、受环境影响小、维护量少等优点受到了越来越多用户青睐。广州局配网的SF6全绝缘柜约占10kV负荷开关柜的80%，且近年来新投运的环网柜基本为SF6全绝缘柜。由此可见，保障SF6全绝缘柜安全运行对保障供电可靠性具有重要的意义。而工频交流耐压试验可以考核开关柜绝缘承受各种过电压的能力，是鉴定设备绝缘强度最严格、最有效、最直接的试验方法，对保证设备安全运行具有重要的意义。该项目成果在专业检测机构以及设备供应商的出厂检测中的应用效果良好，广东质检院及南方电器公司应用该成果对526台开关柜进行了交流耐压试验，未发生一起开关柜因检测附件原因导致的损伤或绝缘附件损伤事件，证明了本项目的有效性和实用性。

　　根据《110kV典设》和《220kV典设》确定的110kV和220kV变电站管母相间间隙距离，扣除作业人员占位0.5m后，无法满足《安规》要求。为解决此问题，提高带电作业安全性，本文提出了变电站管母相间加装绝缘板带电作业方式，进行了变电站管母加装绝缘板方式的模拟真型试验研究，确定绝缘板的安装位置、尺寸和遮蔽范围。试验研究和理论分析结果表明，110kV和220kV变电站管母相间采用加装绝缘板的作业方式，可显著提高作业间隙电气绝缘强度，满足带电作业安全要求;在110kV、220kV变电站管母相间进行带电作业时，绝缘板应安装在距邻侧边相管母分别为0.3m和0.5m处;绝缘板厚度应不小于5mm;110kV管母绝缘板高和宽分别不小于3.1m和1.9m，220kV管母绝缘板高和宽分别不小于3.7m和2.5m;搭接宽度不小于0.2m。研究成果为解决“110kV和220kV变电站管母相间带电作业中存在的安全距离不足”问题提供了系统的、切实可行的方案，对保证110kV和220kV变电站安全稳定运行具有重要的理论价值和实践意义。

本项目属高电压与绝缘技术领域。六氟化硫（SF6）是高压电力设备中应用最为广泛的气体绝缘和灭弧介质，也是目前人类已知最强的温室气体之一。按照《京都议定书》等国际公约要求，各国应履行减排义务，逐步限制甚至禁止使用SF6。开展SF6替代技术研究、开发新型环保气体绝缘电力设备对于支撑我国达成温室气体减排目标，实现电力行业“绿色、低碳”发展意义重大。 当前研究工作尚未打通“气体评价-设备开发-工程应用”全技术链条。项目组历时七年研究，通过产学研用协同攻关，解决了气体性能评价、混合组配原则、制备与检测方法、环保电力设备开发等关键理论与技术难题，取得了以下创新成果：（1）揭示了氟化腈和氟化酮等环保气体微观物性参数与宏观绝缘性能的关联机制，发现了电场不均匀系数对击穿电压的强敏感、强非线性影响规律，为复杂结构大分子气体研制及其多元混合物绝缘强度评价提供了理论基础；（2）首创了饱和蒸气压与临界击穿场强约束下的混合气体组配原则，提出了环保混合气体在电力设备中的配比和压力优选方法，解决了不同使用条件下、不同品类电力设备中气体组配与绝缘性能最优化设计的技术难题；（3）提出了含氟不饱和化合物作为新型环保气体的合成工艺，突破了氟化腈、氟化酮等典型环保气体制备的关键技术，工艺和原材料整体国产化，建立了系统性的应用测试和安全性评价检测方法，解决了气体使用中的纯度、水分等关键指标的检测问题及关键材料相容性测试的难题。（4）建立了电磁-热-流-强度等多物理场耦合仿真模型，形成新型环保气体绝缘电力设备研发技术体系，自主研发了6大类、电压等级覆盖10~220kV的新型环保气体绝缘电力设备，并在国内首次实现工程应用，取得“从0到1”的重大突破。 项目开发的系列化环保气体绝缘电力设备，已在浙江、陕西、云南等地实现规模化生产，填补了我国在该领域的长期空白。项目首次面向全球发布新型环保气体物性参数数据库，并写入CIGRE A3.41工作组报告，极大地提升我国在本领域的国际影响力。提出的电力行业SF6替代技术方案已被生态环境部采纳，为我国制定相关控温减排政策提供坚强技术保障。出版中英文专著3本；发表论文37篇（SCI检索19篇、EI检索13篇）；授权发明专利11项（含欧洲专利1项、浙江省专利金奖1项）；参编团标1项；培养国家/省部级高层次人才3名。经邱爱慈院士、颜德岳院士领衔的同行专家鉴定认为：项目实现了新型环保混合绝缘气体关键技术突破，创新性强、工程示范性好，整体技术达到国际领先水平。

带电作业是消除线路紧急缺陷、提高输电可靠性、保障电网安全运行的重要技术手段。目前，带电作业都在低海拔地区开展，但青海西藏等西部高海拔地区超高压带电作业技术仍属空白。一方面，海拔增加，大气绝缘强度降低，带电作业要求安全距离、组合间隙和屏蔽防护措施等面临新挑战，而原有的海拔校正方法仅适用于海拔2000m及以下地区，无法满足更高海拔地区的要求，另一方面，高海拔地区输电线路海拔跨度大，单一海拔点的研究结论无法满足要求。本项目从一线检修人员的实际需求出发，完整研究了海拔2000m至5500m范围下750kV、330kV、±400kV、220kV等不同电压等级输电线路的带电作业技术，在高海拔带电作业最小安全距离、组合间隙、屏蔽防护、电位转移和带电作业工器具等方面实现了全面突破，主导制定了相关标准，获得专利授权4项，发表论文3篇，有效带动青海、西藏等西部地区带电作业人员的技术进步，实现青海、西藏地区高压交、直流输电线路带电作业零的突破。

绝缘于是广泛安装于变电站、输电线路的绝缘设备，近年来输变电设施的瓷瓶、绝缘于表面受到固体、液体和气体导电物质的污染，易形成污闪，对变电站、输电线路设备安全构成威胁。定期或不定期的带电清扫是设备绝缘防污闪高效、可靠、简便的重要措施。而传统的带电清扫方式都存在一定的缺陷，具体表现在：带电水清扫的限制条件较多，如在潮湿环境下，容易造成人身伤害；清扫路线要格外注意，一旦在绝缘于表面形成污水线，将会引起绝缘闪络；带电气吹清扫难以达到理想的去污效果，而且由于灰尘或锯末会到处飘落，会形成对绝缘的二次污染；带电干清扫只能清扫粘结不牢固的浮尘，清扫效果不彻底，同样也会形成二次污染。在此背景下急需研制一种绝缘强度高、清扫效果好、方便快捷、安全可靠的输变电绝缘于快速清扫装置，该装置方便对工作区域电场强度进行检测，能够在带电情况下进行清扫作业，清扫过程对环境不会造成二次污染，可在实现输变电绝缘于快速清扫作业同时大大节约人力成本、提高变电站运行维护的效率。 目前，输变电设备停电清扫的限制条件不断增多，网江苏省电力公司检修分公司研制的绝缘于快速清洗装置充分考虑高压带电设备绝缘距离的要求，采用气动动力能源，具备绝缘能力高，可靠性高，清洗效果好的特点，清扫的同时可检测瓷瓶绝缘状况，填补了国内此类清扫装置的空白。该装置经第三方测试、南京220kW双闸变现场操作验收验证了装置的有效性。目前装置已经在江苏省内一些220kW变电站、500kV变电站的设备绝缘清扫作业中使用，并在江苏恒安电力工具有限公司等四家公司进行了试用，已处于部分推广的阶段，迄今效果良好，获得行业的认可，具备进一步向电力行业内全面推广的前景。

一、技术（产品）总体描述： NXJG楔型绝缘耐张线夹适用于10kv及以下架空线路，将架空绝缘铝芯导线固定和拉紧。线夹由壳体、楔芯和挂板三部分组成，线夹外壳采用高强度铝合金经热处理制造，整体为楔形，一面为开口，可取、放导线。楔芯采用绝缘强度高、机械性能好的助燃型增强塑料制成，其外形为楔形、与外壳锥度相一致，楔芯内槽尺寸与绝缘导线外径相匹配。产品经检测符合国家标准GB/T2314-2008《电力金具通用技术条件》的规定，完全能满足相关性能要求。 二、主要功能及优势分析； 1. 高强度铸造铝合金制造，无磁滞损耗，节能环保； 2. 楔芯采用高强度增强尼龙材料，绝缘性能好； 3. 导线不需剥除绝缘层，可直接安装，安装简便； 4. 楔型结构，应力均匀，不易松动，性能稳定可靠。 三、技术性能指标； 1. 产品握力性能：不小于被安装导线计算拉断力的65%； 2. 产品破坏载荷性能： 3. 产品楔芯材料低温冲击性能： 试件在-40℃低温箱中放置2h后冲击应不出现裂纹。 四、应用领域 适用于10kV及以下架空绝缘铝芯线（JKLYJ）的终端或耐张段两端和绝缘子串一起，将架空绝缘导线固定和拉紧。

隔离开关操作时引起的快速暂态过电压VFTO是GIS一种特有的过电压。该过电压的特点主要有频率较高、电压波形陡度大和幅值高，会对电力系统相关设备造成极大的影响。因此，在设计GIS时必须考虐VFTO的影响。应用ATP-EMTP软件对某750kV变电站中，采用的不带投切电阻的隔离开关在不同操作方式 时的VFTO进行计算，得出了操作不同隔离开关时的VFTO最大值。同时将800kV隔离开关更换成带有投切电 阻的隔离开关，得出对应操作时的VFTO最大值。将采用两种隔离开关的VFTO结果与设备应保证的绝缘强度相对比，得出了750kV变电站即使应用的不带投切电阻隔离开关也能满足绝缘要求的结论，其隔离开关可 以不装设投切电阻。同时采用有限元分析软件对操作的隔离开关的电场强度进行了分析计算，并进行绝缘试验验证。

配网不停电作业项目基本属于户外施工作业，广州地区大部分都做在高温、高空、高压的情况下进行，特别在炎热的夏天，户外紫外线较强、温度较高，施工人员长时间在斗上作业时，轻症者容易大量出汗，重症者会出现中暑休克等现象，并且在长时间的暴晒中，施工人员皮肤长时间受到照射，容易积聚过量黑色素，导致皮肤变黑，再有者演变成黑色瘤，对施工人员的人身安全造成危害。因此，如何做好施工人员的防暑防晒工作是重中之重。在此情况之下，特别需要制造一种可以有效避免太阳直晒对人体造成的伤害，保护施工人员避免发生高温中暑，又能在绝缘工具斗上作业时使用的专用绝缘遮阳工具。 该绝缘伞适用于户外工作，可适用于不同车型的绝缘工作斗。解决户外高空作业时太阳直晒的问题，对关心一线员工防暑降温工作起保护作用，减少高温中暑情况出现时造成的人员伤害，提高作业的安全可靠性；该绝缘伞根据太阳直射角度调整伞的保护方向，实用性高。具有安装、拆除方便，耐用性高，重量轻，绝缘强度高的优点，可广泛应用于 10kV 配网带电作业户外工作中。

电缆线芯受潮后，绝缘降低影响安全运行，电缆线路80%敷设在隧道内或地埋穿管中，当受潮后往往需要重新敷设，需要投入大量资金。采用压缩氮气置换出电缆线芯中的潮气，达到整体提升电缆绝缘电阻和绝缘状态的目标，据统计，35% 的电缆因线芯受潮被搁置，因此电缆线芯除湿，找到一种有效恢复电缆绝缘的方法，不仅可节省大量的资金，还有利于环境保护。 针对电缆线芯受潮导致“水树枝”放电现象是造成电缆故障的主要原因。电缆线芯除湿装置是一种有效提升电缆绝缘性能的新工艺。成果的创新点是根本解决了装置气密性、加热装置研制、温度控制、潮气检测等多种技术难题。 采用氮气源（氮气瓶或制氮机）温控加热装置、电缆外护套密封管、一变三分气盒、电缆三相三线芯密封管、特制充气头组成，该装置通过对氮气加热、对电缆内护套和线芯产生一个恒定的气压力，从而实现对电缆内护套和线芯排湿除潮的效果，是一项电缆提升绝缘强度的新工艺。