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[摘 要]介绍了柳洪水电站母线廊道13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面放电的现象,以及对此现象发生的分析处理过程,以便于在相似电站设计或运行的借鉴和思考。
[关键词]母线廊道 绝缘子 放电 现象
中圖分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)20-012-01
1、工程概述
柳洪水电站位于凉山彝族自治州美姑县境内美姑河干流,是美姑河干流梯级规划一库五级开发方案中的第四级,为高水头引水式水电站,引水隧洞长10.218km,装机容量180MW,安装三台单机容量为60MW的立式混流式水轮发电机组,最大水头389.7m,设计水头358m,最小水头352.2m,发电最大引用流量57m3/s,水库具有日调节性能,厂房为地下厂房,2007年8月三台机组相继投入商业运行。柳洪水电站采用低闸引水式开发,闸址以上集水面积2215 km2,总库容65万m3,设计水头358 m,设计发电引用流量57m3/s,装机容量180 MW,保证出力3.47MW,单独运行时多年平均发电量8.45亿 kW·h。
柳洪水电站3台水轮发电机组分别与3台容量为75MVA的变压器组成发变组单元接线,3个发变组单元接线之间的13.8kVⅠ段、13.8kVⅡ段和13.8kVⅢ段母线共用1个母线廊道出线洞,分别置于母线廊道出线洞的左侧、上侧和右侧,左侧和右侧分别采用隔离网与走廊隔开,该母线廊道出线洞也是厂房强行通风方式的排风道。
2、母线廊道13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面放电的现象
2012年9月1日,柳洪流域持续下大雨,柳洪水电站运行人员在巡检母线廊道出线洞时,发现柳洪水电站母线廊道13.8kVⅢ段母线顶端的山体出现漏水,漏水落在13.8kVⅢ段母线上,继而溅到母线绝缘子上,导致13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面放电。
3、对柳洪水电站母线廊道13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面放电现象的分析
在自然环境中,绝缘子受到空气中的氮氧化物、盐类及颗粒性尘埃等侵袭,表面逐渐沉积一层污秽物。柳洪水电站的母线廊道出线洞为柳洪厂房强行通风方式的排风道,空气中污秽的流动更加剧烈。母线廊道出线洞中的母线由于直接与220kV的变压器连接,长期处于带电运行状态,污秽的清理工作只能安排在变压器停电状态下进行。因此,附着在母线廊道出线洞母线绝缘子上面的污秽较多。
天气干燥时,这些污秽绝缘子保持着较高的绝缘水平,其放电电压与洁净状态时接近。当山体上的漏水透过母线溅到母线绝缘子时,绝缘子表面吸收水份,污层中的电解质溶解、电离,导致污层电导增加,绝缘子的表面泄漏电流就会增加。由于绝缘子的形状、结构、尺寸的影响以及绝缘子表面污层发布不均匀和潮湿程度不同等因素,绝缘子表面各部位的电流密度不同,结果在电流密度大的部分形成干燥带,干燥带的形成促使绝缘子表面的电压分布更不均匀,干燥带承受着较高的电压。当电场强度足够大时,将产生辉光放电,继而产生局部电弧。电弧有可能消灭,也有可能发展。当局部电弧不断发生和发展,达到或超过临界状态时,电弧就贯穿两极,产生闪络放电。
绝缘子放电除上述原因外,还有其他因素导致放电,但针对我们柳洪水电站的实际情况,柳洪水电站母线廊道13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面发生放电的主要原因应该是污秽放电。
4、对柳洪水电站母线廊道13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面放电的防范措施
结合柳洪水电站的实际情况,总结出了以下预防措施:
⑴、选型时选择表面光滑的固体绝缘子,并在其表面涂硅油,提高表面的增水性,,使其表面不易形成水膜。
⑵、使固体绝缘子与导线(即母线)接触良好,将固体绝缘子的表面研磨,尽量减少绝缘子与母线接触处的缝隙,或将母线连接处与绝缘子表面喷金属粉,使绝缘子表面与母线连接后成为一个平面,其缝隙中的电场强度为零。
⑶、设备进行维护工作时,保持绝缘子表面干燥、清洁,并对所有裸露导线顶部的山体进行防渗漏水处理。
⑷、延长绝缘子的表面长度,即加大泄露距离,如绝缘子加多,加大绝缘子棱、裙以及采用双层电瓷制作防污绝缘子等。这样不仅减小沿面场强,而且由于湿润和污闪均有热过程,放电通道紧贴表面,泄露距离加大,表面电流减小,使放电通道不易发展,并使下表面防湿,故可提高其干闪、湿闪和污闪电压。
5、结语
我公司对柳洪水电站母线廊道顶端的山体渗漏水进行过多次处理,由于柳洪水电站属于地下厂房,当地的地质地貌比较恶劣,特别是在夏季的连续雨水天气,山体渗漏水的处理效果还是不佳。绝缘子的清理工作需将主变停电,经常性清理的可能性不大。硬母线换成电缆连接,其费用较高。综合考虑,上述防范措施能很好解决此类事故的发生问题。
参考文献:
[1]林峰、林宝尧等,《柳洪水电站可行性研究报告》,成都,2004年,中国水电顾问集团成都勘测设计研究院
[2]佟树平,《防止母线绝缘子发生沿面放电采取的措施》,内蒙古乌兰浩特,内蒙古电力技术2006年第24卷增刊,兴安热电有限责任公司
[3]《绝缘子放电分析及预防》,大雁矿业集团公司热电总厂
作者简介:
雷超进(1985-),男,湖北天门人,助理工程师,从事水电站运行工作。
[关键词]母线廊道 绝缘子 放电 现象
中圖分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)20-012-01
1、工程概述
柳洪水电站位于凉山彝族自治州美姑县境内美姑河干流,是美姑河干流梯级规划一库五级开发方案中的第四级,为高水头引水式水电站,引水隧洞长10.218km,装机容量180MW,安装三台单机容量为60MW的立式混流式水轮发电机组,最大水头389.7m,设计水头358m,最小水头352.2m,发电最大引用流量57m3/s,水库具有日调节性能,厂房为地下厂房,2007年8月三台机组相继投入商业运行。柳洪水电站采用低闸引水式开发,闸址以上集水面积2215 km2,总库容65万m3,设计水头358 m,设计发电引用流量57m3/s,装机容量180 MW,保证出力3.47MW,单独运行时多年平均发电量8.45亿 kW·h。
柳洪水电站3台水轮发电机组分别与3台容量为75MVA的变压器组成发变组单元接线,3个发变组单元接线之间的13.8kVⅠ段、13.8kVⅡ段和13.8kVⅢ段母线共用1个母线廊道出线洞,分别置于母线廊道出线洞的左侧、上侧和右侧,左侧和右侧分别采用隔离网与走廊隔开,该母线廊道出线洞也是厂房强行通风方式的排风道。
2、母线廊道13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面放电的现象
2012年9月1日,柳洪流域持续下大雨,柳洪水电站运行人员在巡检母线廊道出线洞时,发现柳洪水电站母线廊道13.8kVⅢ段母线顶端的山体出现漏水,漏水落在13.8kVⅢ段母线上,继而溅到母线绝缘子上,导致13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面放电。
3、对柳洪水电站母线廊道13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面放电现象的分析
在自然环境中,绝缘子受到空气中的氮氧化物、盐类及颗粒性尘埃等侵袭,表面逐渐沉积一层污秽物。柳洪水电站的母线廊道出线洞为柳洪厂房强行通风方式的排风道,空气中污秽的流动更加剧烈。母线廊道出线洞中的母线由于直接与220kV的变压器连接,长期处于带电运行状态,污秽的清理工作只能安排在变压器停电状态下进行。因此,附着在母线廊道出线洞母线绝缘子上面的污秽较多。
天气干燥时,这些污秽绝缘子保持着较高的绝缘水平,其放电电压与洁净状态时接近。当山体上的漏水透过母线溅到母线绝缘子时,绝缘子表面吸收水份,污层中的电解质溶解、电离,导致污层电导增加,绝缘子的表面泄漏电流就会增加。由于绝缘子的形状、结构、尺寸的影响以及绝缘子表面污层发布不均匀和潮湿程度不同等因素,绝缘子表面各部位的电流密度不同,结果在电流密度大的部分形成干燥带,干燥带的形成促使绝缘子表面的电压分布更不均匀,干燥带承受着较高的电压。当电场强度足够大时,将产生辉光放电,继而产生局部电弧。电弧有可能消灭,也有可能发展。当局部电弧不断发生和发展,达到或超过临界状态时,电弧就贯穿两极,产生闪络放电。
绝缘子放电除上述原因外,还有其他因素导致放电,但针对我们柳洪水电站的实际情况,柳洪水电站母线廊道13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面发生放电的主要原因应该是污秽放电。
4、对柳洪水电站母线廊道13.8kVⅢ段母线绝缘子沿面放电的防范措施
结合柳洪水电站的实际情况,总结出了以下预防措施:
⑴、选型时选择表面光滑的固体绝缘子,并在其表面涂硅油,提高表面的增水性,,使其表面不易形成水膜。
⑵、使固体绝缘子与导线(即母线)接触良好,将固体绝缘子的表面研磨,尽量减少绝缘子与母线接触处的缝隙,或将母线连接处与绝缘子表面喷金属粉,使绝缘子表面与母线连接后成为一个平面,其缝隙中的电场强度为零。
⑶、设备进行维护工作时,保持绝缘子表面干燥、清洁,并对所有裸露导线顶部的山体进行防渗漏水处理。
⑷、延长绝缘子的表面长度,即加大泄露距离,如绝缘子加多,加大绝缘子棱、裙以及采用双层电瓷制作防污绝缘子等。这样不仅减小沿面场强,而且由于湿润和污闪均有热过程,放电通道紧贴表面,泄露距离加大,表面电流减小,使放电通道不易发展,并使下表面防湿,故可提高其干闪、湿闪和污闪电压。
5、结语
我公司对柳洪水电站母线廊道顶端的山体渗漏水进行过多次处理,由于柳洪水电站属于地下厂房,当地的地质地貌比较恶劣,特别是在夏季的连续雨水天气,山体渗漏水的处理效果还是不佳。绝缘子的清理工作需将主变停电,经常性清理的可能性不大。硬母线换成电缆连接,其费用较高。综合考虑,上述防范措施能很好解决此类事故的发生问题。
参考文献:
[1]林峰、林宝尧等,《柳洪水电站可行性研究报告》,成都,2004年,中国水电顾问集团成都勘测设计研究院
[2]佟树平,《防止母线绝缘子发生沿面放电采取的措施》,内蒙古乌兰浩特,内蒙古电力技术2006年第24卷增刊,兴安热电有限责任公司
[3]《绝缘子放电分析及预防》,大雁矿业集团公司热电总厂
作者简介:
雷超进(1985-),男,湖北天门人,助理工程师,从事水电站运行工作。