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關(guān)鍵詞:絕緣電阻;準(zhǔn)確測量;影響因素
中圖分類號:TM201 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
0.引言
絕緣電阻是電線電纜最基本的電氣性能之一,它反映了電線電纜承受電擊穿或熱擊穿的能力。通過測量絕緣電阻可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工藝中的缺陷,如絕緣材料中含有導(dǎo)電雜質(zhì);絕緣材料受潮;絕緣厚度偏心等。同時絕緣結(jié)構(gòu)在不同運行條件下的使用性能,也可以通過絕緣電阻來體現(xiàn)。在電線電纜正常運行工作過程中,絕緣材料會逐漸發(fā)生老化,絕緣電阻也會隨之下降,長期下來就會存在安全隱患。因此對于已經(jīng)投入使用的電纜,需要定期跟蹤該電纜的絕緣質(zhì)量變化,定期測量其絕緣電阻。為驗證絕緣材料可靠性和預(yù)防安全事故發(fā)生,必須準(zhǔn)確測量電線電纜的絕緣電阻。而如何提高絕緣電阻測量的準(zhǔn)確性,就有必要對絕緣電阻測量的影響因素加以研究。
1.測量絕緣電阻的基本原理
在絕緣上施加直流電壓時,會有電流流過絕緣內(nèi)部。根據(jù)電流形成原因的不同,可分為4種,見表1。
根據(jù)GB/T 3048.5-2007,絕緣電阻是施加在試樣的直流電壓與泄漏電流之比,即:R=U/I。其中,R為絕緣電阻;U為施加于試樣的直流電壓;I為通過試樣的泄漏電流。
2.影響測量結(jié)果的因素分析
(1)溫度的影響
絕緣材料的溫度發(fā)生變化,其絕緣電阻也隨之變化,而絕緣的種類不同,其變化的程度也不同。這是因為溫度升高后,絕緣內(nèi)部離子的運動速度加快,電導(dǎo)能力增強。所以在測量開始之前要使試樣的溫度與規(guī)定的溫度達(dá)到平衡,在測量過程中,要防止溫度發(fā)生波動。
(2)長度的影響
絕緣電阻與試樣有效長度成反比關(guān)系,試樣有效長度越長,絕緣電阻越小。在GB/T 3048.5-2007中規(guī)定,試樣的有效長度測量誤差應(yīng)不超過±1%。因此,在試樣制備過程中,一定要注意減少測量誤差,保證試樣的有效長度。
(3)剩余電荷的影響
在可能有剩余電荷的電纜上做絕緣電阻測量時,若不進(jìn)行充分放電,則會出現(xiàn)虛假的測量數(shù)據(jù)而影響測量的準(zhǔn)確性。這是因為當(dāng)剩余電荷與測量電壓相同時,相當(dāng)于兩電壓疊加,絕緣介質(zhì)內(nèi)部電子和離子的運動加速,相應(yīng)的絕緣電阻值降低。因此,重復(fù)進(jìn)行試驗時,必須在加電壓之前應(yīng)使試樣充分放電,方可進(jìn)行測量。在GB/T 3048.5-2007中也規(guī)定了,放電時間應(yīng)不少于試樣充電時間的4倍。
(4)充電時間的影響
如前面所述,在給試樣施加電壓后,絕緣中存在著3種隨時間而衰減的電流。若等3種電流都完全衰減再讀數(shù),則測量時間太長,測量系統(tǒng)不穩(wěn)定,而且工作量也會加大,因此GB/T 3048.5-2007中推薦1min讀數(shù)。這樣,這3種電流已經(jīng)基本衰減為零,測量時間具有統(tǒng)一性,讀數(shù)也具有準(zhǔn)確性和可比性,同時工作效率也大大提高。
3.絕緣電阻測量試驗及結(jié)果分析
下面選取GB/T 5023.3-2008中的60227 IEC 01(BV)450/750V 1×2.5為試樣,按照GB/T 5023.2-2008規(guī)定進(jìn)行4組試驗。其中1號試樣有效浸水長度為5m,水溫為70℃,讀數(shù)時間為1min;2號試樣有效浸水長度為5m,水溫為70℃,讀數(shù)時間為5min;3號試樣有效浸水長度為10m,水溫為70℃,讀數(shù)時間為1min;4號試樣有效浸水長度為5m,水溫為20℃,讀數(shù)時間為1min。這4個試樣均取自同一捆試樣,以確保數(shù)據(jù)的均勻性和可比性。試驗數(shù)據(jù)見表2。
從表2可以看出,同一組電線在不同讀數(shù)時間、不同長度、不同溫度的條件下,測得的絕緣電阻也是不同的。
從1號試樣和2號試樣可以看出,讀數(shù)時間越長,測量值越大。這是因為隨著充電時間增加,絕緣內(nèi)部的非電導(dǎo)電流逐漸衰減為零,最后剩下穩(wěn)定的電導(dǎo)電流,因此測試時間越長,絕緣電阻數(shù)值越大。
1號、3號試樣相比較可以看出,絕緣電阻與有效長度成反比,試樣長度越長,絕緣電阻越小。所以,在試驗時應(yīng)注意控制有效長度的測量誤差。
1號、4號試樣相比較可以看出,隨著溫度的升高,絕緣電阻卻急劇下降。這是因為溫度越高,絕緣中的雜質(zhì)離子運動越快,電導(dǎo)能力就越強,因此溫度是影響測量結(jié)果的重要因素,在測量過程中,要注意控制好溫度,減少溫度波動。
結(jié)語
絕緣電阻是表征電線電纜絕緣特性的重要參數(shù),因此絕緣電阻的準(zhǔn)確測量至關(guān)重要。在絕緣電阻測量過程中,溫度、有效長度、剩余電荷、充電時間等都有可能影響測量值。因此,試驗人員在進(jìn)行試驗時要注意避免這些影響因素,以提高絕緣電阻測量的準(zhǔn)確性。
參考文獻(xiàn)
[1] GB/T 3048.5-2007,電線電纜電性能試驗方法第5部分:絕緣電阻試驗[S].中華人民共和國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.2008.05.01.
關(guān)鍵詞:電線電纜;高溫壓力;樣品差異
中圖分類號: TM246+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
0引言
高溫壓力試驗是電線電纜較為常見的檢驗項目之一,是指電線電纜絕緣或護(hù)套在一定溫度下受外界機械力(或自重)而變形后,當(dāng)除去外力,溫度降低時能否恢復(fù)的能力,用于考核電線電纜絕緣材料在高溫狀態(tài)下的抗壓性能。雖然該項目合格率較高,但在試驗中我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)較為離散。本文通過對60227IEC01(BV)450/750V1×2.5電線進(jìn)行多次試驗,找到了其試驗結(jié)果離散性的規(guī)律。這對提高高溫壓力試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性具有現(xiàn)實意義。
1高溫壓力試驗方法及試驗準(zhǔn)備
試驗按照GB/T2951.31—2008/IEC60811-3-1:1985規(guī)定要求進(jìn)行。主要測試設(shè)備有空氣烘箱、壓痕裝置、測溫裝置、投影儀等。其他輔助用設(shè)備和物質(zhì)有電子天平、游標(biāo)卡尺、金屬垂直面校準(zhǔn)塊、冷水等。本次用于測量高溫壓力裝置刀口參數(shù)(刀口寬度)為0.702mm、0.700mm、0.702mm。
2試驗過程中的注意事項及其措施
2.1試樣的軸線方向與刀口的垂直
GB/T2951.31—2008中8.1.3規(guī)定“刀片應(yīng)與試樣軸線垂直”。目前國內(nèi)高溫壓力試驗裝置大都與圖1類似,在試驗過程中如何保證被試樣品的軸線方向和刀口垂直是關(guān)系到試驗成功與否的關(guān)鍵點之一。它取決于兩個方面的因素:一是試樣與試樣支架盡量保持平行放置;二是刀具壓載試樣時不能向一邊傾斜。
圖1高溫壓力試驗裝置
1-刀具2-試樣3-試樣支架4-負(fù)荷
這兩個方面的因素相互關(guān)聯(lián),必須要同時滿足。試驗過程中我們采用了如下的方法來盡量保證試驗的準(zhǔn)確性。針對試樣與試樣支架盡量保持平行放置的這個因素,我們首先校直試樣,并在試樣支架上做好標(biāo)記線,將試樣按標(biāo)記線位置與支架平行放置;針對刀具壓載試樣時不能向一邊傾斜這個因素,由于刀具結(jié)構(gòu)及質(zhì)量呈對稱分布狀,我們采用游標(biāo)卡尺測量出刀口的中部位置,并做好標(biāo)記線。
2.2試驗過程中箱體防振
標(biāo)準(zhǔn)中8.1.5規(guī)定“試驗設(shè)備和試樣在烘箱中不應(yīng)振動”。本次試驗過程中選用常熟環(huán)境試驗儀器廠生產(chǎn)的RL100型空氣烘箱,屬于自然通風(fēng),設(shè)備本身不帶鼓風(fēng)機,箱體周圍環(huán)境也沒有其他振動設(shè)施。此外在試樣支架的接口處采用了防振墊片,進(jìn)一步減少了試驗過程中極其微小的振動帶來的影響,確保試驗的高度準(zhǔn)確性。
2.3試樣在刀片壓力下是否彎曲
標(biāo)準(zhǔn)中8.1.3規(guī)定“小直徑試樣在支撐板上的固定方式不應(yīng)使試樣在刀片壓力下發(fā)生彎曲”。由于刀片材質(zhì)選用不銹鋼質(zhì)材料,刀口與試樣接觸并未和剛性支架接觸,是符合標(biāo)準(zhǔn)要求的。
2.4空氣烘箱溫度及溫場監(jiān)控
標(biāo)準(zhǔn)中8.1.5規(guī)定“試驗中空氣溫度應(yīng)一直保持在有關(guān)電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度”。為確??諝夂嫦錅囟燃皽貓龅姆€(wěn)定性,采用刻度值為2℃水銀溫度計及分辨率為0.05℃溫度巡檢儀對其進(jìn)行了16h監(jiān)控,1、2號巡檢儀探頭在箱體的有效溫場內(nèi)呈對角分布,監(jiān)控數(shù)據(jù)如下圖2。
圖2空氣烘箱的溫場監(jiān)控數(shù)據(jù)
——溫度計—■—1號探頭——2號探頭
本次試驗溫度為80℃,從溫度監(jiān)控圖2可以看出烘箱溫度是滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求的。此外,我們還采用冰水、自來水來對試樣進(jìn)行冷卻,并放置不同的時間。試驗結(jié)果表明,冰水、自來水以及冷卻時間長短對高溫壓力值的變化無明顯影響。
3試驗數(shù)據(jù)
按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法要求,我們選取了兩根60227IEC01(BV)450/750V1×2.5電線,截取了多段樣品,每段長度為300mm左右,試驗時分別記為:模擬樣品1,模擬樣品2。每段樣品我們都進(jìn)行了厚度測量,并繪制了絕緣厚度和高溫壓力值之間關(guān)系圖,見圖3。
圖3絕緣厚度與高溫壓力值關(guān)系圖
模擬樣品1■模擬樣品2
模擬樣品1:絕緣厚度從0.771~0.888mm,高溫壓力值分布在24%~36%之間;
模擬樣品2:絕緣厚度從0.715~0.900mm,高溫壓力值分布在31%~44%之間。從試驗數(shù)據(jù)可以得出:高溫壓力試驗結(jié)果數(shù)據(jù)較為離散,試驗結(jié)果與樣品厚度的關(guān)聯(lián)性不大,并沒有明顯的變化趨勢。厚度并不是影響高溫壓力數(shù)據(jù)離散性的主要原因。如果我們對高溫壓力試驗再做精細(xì)化,試驗結(jié)果將出現(xiàn)截然不同的結(jié)果。所謂精細(xì)化的做法,即在模擬樣品1上連續(xù)截取多段300mm的樣品,用標(biāo)記線在軸線方向預(yù)先做好壓痕點的位置,如圖4所示。
圖4 壓痕標(biāo)記線
試驗結(jié)果就會相對比較集中,如圖5高溫壓力精細(xì)化試驗圖所示。
絕緣厚度/mm
圖5高溫壓力精細(xì)化試驗圖
模擬樣品1:絕緣厚度從0.771~0.888mm,高溫壓力值分布在29%~31%;采用該方法,高溫壓力試驗結(jié)果出現(xiàn)比較好的一致性,詳見表1。
表1模擬樣品的高溫壓力試驗結(jié)果分布
從上述數(shù)據(jù)表明,高溫壓力值并不隨著絕緣厚度呈有規(guī)律的變化,高溫壓力值分布比較離散,與絕緣厚度之間無必然的關(guān)聯(lián),但當(dāng)我們采用精細(xì)化做法時,高溫壓力試驗結(jié)果表現(xiàn)出了較好的一致性。
4理論分析
精細(xì)化做法和隨機做法的主要區(qū)別在于:刀口需要壓在畫有標(biāo)記線的地方,因為沿著標(biāo)記線的方向,這段樣品有著比較統(tǒng)一的圓曲面。
假設(shè)試驗過程中:刀口的寬度為0.70mm,對于規(guī)則圓形截面,圖6所示樣品計算負(fù)重為F1;對于非規(guī)則圓形截面,圖7所示樣品計算負(fù)重為F2。
圖6規(guī)則圓形截面
圖7非規(guī)則圓形截面
根據(jù)力的平衡原理,壓在絕緣上的F1力值要處于平衡狀態(tài),必須要有相反方向的同等大小的力與其相抵,即F1=F2。
如圖6所示,負(fù)重為F1刀具在規(guī)定的試驗時間內(nèi)達(dá)到了平衡,則在A、B點必然存在如下關(guān)系:0.70×L1=0.70×L2,即刀口下的壓痕面積相等。故L1=L2。
由于被試樣品是規(guī)則圓形截面,所以壓痕的深度h也是一致的。理論上也說明了在同等試驗條件下,高溫壓力值與絕緣的厚薄是沒有關(guān)系的。
同理,圖7為非規(guī)則圓形截面,F(xiàn)2平衡時,壓痕的面積應(yīng)相等,即0.70×L1=0.70×L2。L1=L2,壓痕在D處的深度必須要增加。
所以在D點的高溫壓力值必然要比C點的大。由此我們可以初步得出一個結(jié)論,高溫壓力值與被測樣品圓形規(guī)整度有關(guān),即橢圓度。
對于圓形試樣而言,橢圓度小,高溫壓力值集中,橢圓度大的,高溫壓力值離散。
由于生產(chǎn)工藝的局限性,要保證在整根電線上高溫壓力值具有一致性是很難的,它必然是一個離散的分布,它的離散程度與電線的橢圓度相關(guān)。
5結(jié)束語
綜上所述,電線電纜高溫壓力試驗是考核絕緣材料在高溫狀態(tài)下的抗壓性能,試驗過程按照GB/T2951.31—2008。在長期的試驗過程中發(fā)現(xiàn)高溫壓力試驗結(jié)果有著一定的離散性。通過對樣品多次、精細(xì)化的測試比對表明,試驗結(jié)果的離散性與樣品有著較大關(guān)系。分析樣品后初步得出樣品差異對試驗結(jié)果的影響。
參考文獻(xiàn):
[1]GB/T2951.31—2008電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗方法第31部分:聚氯乙烯混合料專用試驗方法———高溫壓力試驗———抗開裂試驗[S].
[2]GB/T5023.3—2008額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜第3部分:固定布線用無護(hù)套電纜[S].
中圖分類號:TM2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:2095-6363(2015)11-0072-02
作者簡介:葉日紅,工程師,研究方向:電力生產(chǎn)運行
在進(jìn)行電力輸電線路絕緣子的性能和運行剖析中,隨著電力技術(shù)不斷優(yōu)化,電力線路中絕緣子的性能也不斷增加,在電力的運行中,選擇絕緣子也變得十分重要。本文根據(jù)不同的電力送線電路對絕緣子進(jìn)行不同的選擇探討。并對電力送電線路絕緣子的性能以及運行進(jìn)行剖析,提出相關(guān)的意見。
1電力線路中鋼化玻璃絕緣子及性能
鋼化玻璃絕緣子具有較長的使用時間,在進(jìn)行鋼化玻璃絕緣子的提出是在20世紀(jì)30年代由英國在全國電網(wǎng)會議上進(jìn)行提出的。我國在20世紀(jì)五十年代才擁有國產(chǎn)鋼化玻璃絕緣子的能力。在進(jìn)行鋼化玻璃絕緣子的生產(chǎn)過程中,隨著國家生產(chǎn)水平的不斷加強,越來越多的鋼化玻路絕緣子在我國得到應(yīng)用,鋼化玻璃絕緣子的優(yōu)點是剝離強度高以及抗拉強度相對較高。在進(jìn)行鋼化絕緣子的試驗中,鋼化絕緣子對耐冷以及耐熱的抵抗能力比較強,以在戶外進(jìn)行使用。
1.1瓷絕緣子
瓷絕緣子,也成瓷盤絕緣子。在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中,瓷絕緣子比鋼化絕緣子的使用歷史更加悠久,瓷的生產(chǎn)也相對較早,因此瓷絕緣子使用的時間也相對較晚。在不斷的經(jīng)濟發(fā)展中,瓷絕緣子也在不斷的提高其總體水平,瓷絕緣子具有較強的防污性能。瓷絕緣子的防污性能能有效的避免由于污濁物造成的閃爍,同時還能夠減輕載重。在進(jìn)行瓷絕緣子的操作中,其缺點是潛在的,瓷絕緣子長期暴漏在空氣中容易出現(xiàn)裂縫,導(dǎo)致裂縫的原因是熱脹冷縮。
1.2合成絕緣子
合成絕緣子是20世紀(jì)60年代產(chǎn)生的新型絕緣子。合成絕緣子具有很多優(yōu)點,其重量輕,強度高使得絕緣子的性能較其它絕緣子相對優(yōu)勢的使用性能。在合成絕緣子的使用中,能克服在鋼化絕緣子中以及瓷絕緣子中的一部分缺點,使得絕緣子的合成絕緣子的適用范圍越來越廣。合成絕緣子能有效地改善傳統(tǒng)的絕緣子存在的不足,在使用中更加具備安全性能。
2電力送電線路絕緣子的運行
2.1絕緣子的憎水性以及防污性能
絕緣子具有質(zhì)量輕的特點。絕緣子的質(zhì)量輕使得其在高壓線路中得到使用。在高壓線路中使用絕緣子要注意防止絕緣子出現(xiàn)高山和污濁的情況。在使用絕緣子時要注意其防污性能。使得絕緣子能在相應(yīng)的程度上得到廣泛的應(yīng)用。絕緣子的材料有效的解除了在鋼化絕緣子以及瓷絕緣子中的不足,在工藝上使得對裂化以及其他容易產(chǎn)生的問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)乇苊?,合成絕緣子作為新一代的絕緣子,在原有的性能上增強了對裂化的抵抗能力和其機械強度的增強。
2.2合成絕緣子的裂化分析
合成絕緣子中,由于其質(zhì)量相對較好,在一定程度上較其余的鋼化絕緣子以及瓷絕緣子的性能較好,使得合成絕緣子在裂化方面表現(xiàn)的抗裂化的能力強于鋼化絕緣子以及瓷絕緣子。在防裂化的過程中,還需要注意以下幾點。在使用絕緣子時由于傘裙的材料老化導(dǎo)致絕緣子的防污和扇形能力降低。傘裙材料的老化導(dǎo)致絕緣子的強度降低是不能避免的,針對此問題,要對其進(jìn)行綜合的分析和相應(yīng)的總結(jié),使得絕緣子中老化率逐漸降低,通過對絕緣子傘裙進(jìn)行保護(hù)措施外,還有增大傘裙的抗老化能力也能提高其相應(yīng)的使用時間。在合成電子的裂化分析時,長時間的運行芯棒的使用導(dǎo)致其蠕動性逐漸降低,芯棒的蠕動性降低也導(dǎo)致了合成絕緣子的質(zhì)量問題。由于運行芯棒的不斷使用,使得在一定程度上蠕動性較低。地蠕動性給設(shè)備的運轉(zhuǎn)到來了很大的危險,設(shè)備使用一點時間,要對其進(jìn)行檢查,在檢查中發(fā)現(xiàn)問題要進(jìn)行及時更換,合成絕緣子中一部分功能得到了有效的改善,不能證明對出現(xiàn)的一系列問題都能避免。在使用時,要注意其相關(guān)的特性以及采取的措施,使得其裂化程度降到最低,提高其壽命。
2.3絕緣子的機械強度分析
由于絕緣子的運行狀態(tài)對絕緣子的輸電狀況具有重要的影響,分析絕緣子的運行狀態(tài)變成了重中之重。絕緣子的運行狀態(tài)的檢測指標(biāo)設(shè)計絕緣子的破壞載荷試驗。絕緣子的破換載荷試驗中,隨著試驗的效率逐漸下降,機械強度也隨之逐漸下降。在電力的運輸?shù)倪^程中會出現(xiàn)很多現(xiàn)象,例如不明原因的閃絡(luò)現(xiàn)象,有三種絕技源自在進(jìn)行使用時也會出現(xiàn)不明原因的閃絡(luò)現(xiàn)象。在以后的敘述中會對絕緣子的不明閃絡(luò)現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。
3鳥害對絕緣子的影響
因為絕緣子的位置與鳥類的棲息位置距離比較近,就導(dǎo)致了鳥對絕緣子的影響因素大大增加。在絕緣子的圖層上,鳥類的糞便極易成為表面的污濁物。鳥糞在絕緣子上的成分使得其導(dǎo)電性能以及絕緣子的防護(hù)性能大大降低。絕緣子附近的塔類建筑以及橋梁建筑是鳥類的主要活動場所,絕緣子中的閃絡(luò)狀況有一部分是鳥類的糞便引起的,相當(dāng)于絕緣子中70%的浮氣隙閃絡(luò)以及約30%的鳥類沿絕緣子飛行導(dǎo)致的閃絡(luò)。
在巖瓷瓶頸的閃絡(luò)中,由于閃絡(luò)造成的原因是由于鳥類的糞便下滑造成的相對問題,在鳥類的糞便下滑的過程中使得絕緣子表面適度增加,分析閃絡(luò)形成的具體原因,在閃絡(luò)形成的原因中進(jìn)行分析,其控制的有效措施如下:1)進(jìn)行電子安裝的設(shè)備上,選擇一個驅(qū)鳥驅(qū)動器進(jìn)行安裝。由于驅(qū)鳥驅(qū)動器的市場價格比較貴,在進(jìn)行實際的操作過程中在塔上安裝一個驅(qū)動器的價格為3000元。在進(jìn)行裝置設(shè)備時,要在衡量價格的基礎(chǔ)上進(jìn)行選購。2)安裝防鳥刺,在設(shè)備上進(jìn)行安裝防鳥刺能使得裝置的安全性提高。在安裝防鳥刺的同時要注意對彈簧座進(jìn)行擰緊和在安裝過程中的螺絲的固定。3)在合成的橡膠傘裙中間加裝一個大的橡膠傘裙,在進(jìn)行家裝大的橡膠傘裙的同時,考慮到廠家的成本價格,在150元之間,在相應(yīng)的程度上能得到一定的推廣。其中增加的大橡膠群能有效的提高產(chǎn)品的剛度。在設(shè)備中得到了良好的應(yīng)用。4)和制造商談判在進(jìn)行設(shè)計絕緣子的過程中,在原有復(fù)合絕緣子的基礎(chǔ)上,將絕緣子的結(jié)構(gòu)加入到中間層。
添加1-2層橡膠傘裙,能有效地切斷掉落的鳥糞造成的影響,因為有較大的防傘裙,使得電弧距離也略有增加,對閃電的抵抗水平也在相應(yīng)的增加,冬季的時候能有效的防止冰和雪的積累,提高復(fù)合絕緣子的抗污閃能力。在此種設(shè)計中使得其更適合220000伏及以上的線路,在使用中具有很好的應(yīng)用效果。
4總結(jié)
在電力普遍發(fā)展的當(dāng)今,對點的保護(hù)工作和措施也變得越來越重要。在進(jìn)行輸電的過程中,絕緣子的重要性不能忽視。絕緣子有很多種,例如鋼化絕緣子,復(fù)合絕緣子等。新的絕緣子取代了傳統(tǒng)的絕緣子存在的不足,進(jìn)行絕緣子使用的過程中,要防止鳥害,對鳥容易棲息的地方進(jìn)行布置和有效的改善,防止絕緣子受到不同程度的干擾。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:輸電線路;檢測;傳感器
中圖分類號:TJ81+0.323 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
我國國體面積幅員遼闊,由于國民經(jīng)濟發(fā)展的需要,電網(wǎng)覆蓋的面積在不斷的增大。這使得我國的輸電線路的輸送距離長,很多線路都要經(jīng)過無人的野外,自然環(huán)境相對比較的復(fù)雜,這些都使得輸電線路的絕緣性容易下降,從而導(dǎo)致一系列的問題,影響電力傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。同時當(dāng)前國內(nèi)的輸電線路的絕緣性檢測工作的開展,主要是通過人工的方式進(jìn)行巡查,但是由于人員配備不足以及巡查范圍的有限性,使得輸電線路的絕緣性工作的開展不是十分的順利。針對這種情況,在進(jìn)行輸電線路的絕緣性檢測工作當(dāng)中應(yīng)該積極的引進(jìn)新的技術(shù),從而有效的縮短輸電線路絕緣檢查的時間,從而提高輸電線路輸電的安全性和可靠性。
1 絕緣性檢測內(nèi)容
由于冬季的溫度較低,此時如果空氣中的含水量較高,就會使大量的水汽凝結(jié)在輸電線路之上,使得輸電線路的自重大大的增加,而原本輸電線路所能夠承受的重量是十分有限的,輸電線路產(chǎn)生的拉力載荷超出輸電線路設(shè)計的載荷的標(biāo)準(zhǔn)的時候就會使輸電線路或者是相應(yīng)的塔桿發(fā)生倒塌或斷線事故,導(dǎo)致輸電線路中斷和大面積的停電事故。輸電線路上凝結(jié)的水滴還會改變輸電線路的空氣動力結(jié)構(gòu),從而使線路的舞動加劇,從而對導(dǎo)線的壽命以及絕緣性造成損害,造成輸電線路發(fā)生跳閘事故。因此要對輸電線路的水汽凝結(jié)以及舞動的情況進(jìn)行相應(yīng)的檢測。國家為了確保輸電線路的安全性,對其相間距離和對地距離都進(jìn)行了相應(yīng)的規(guī)范。因此在進(jìn)行輸電線路絕緣檢測的過程當(dāng)中應(yīng)該主要檢測其相間距離和對地距離。
2 絕緣性檢測方法
輸電線路的在水汽凝結(jié)狀態(tài)下的力學(xué)模型的建立,再加上相應(yīng)的傳感器技術(shù),使得輸電線路的絕緣性檢測工作有了新的進(jìn)展。通過分布廣泛的傳感器來收集相應(yīng)的輸電線路的舞動的相關(guān)的信息,包括舞動的振幅以及頻率等,然后根據(jù)水滴凝結(jié)狀態(tài)的力學(xué)模型對導(dǎo)線的情況進(jìn)行分析,從而能夠得出導(dǎo)線的對地距離。同時根據(jù)相應(yīng)的攝像裝置能夠及時的收集輸電線路的舞動軌跡,從而能夠直觀的了解到導(dǎo)線舞動的情況。通過相應(yīng)的檢測技術(shù)能夠確保檢測工作的準(zhǔn)確性,同時又能夠根據(jù)視頻來對導(dǎo)線舞動的實際畫面進(jìn)行直觀的判斷。在對輸電線路的絕緣性進(jìn)行檢測的過程當(dāng)中涉及到多個傳感器的利用,主要的有對微氣象環(huán)境進(jìn)行檢測的傳感器,對輸電線路的力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行檢測的傳感器,此外再加上智能視頻分析系統(tǒng)共同組成了輸電線路絕緣性分析系統(tǒng)。
2.1 微氣象參數(shù)監(jiān)測
通過微氣象參數(shù)傳感器能夠?qū)旊娋€路所處環(huán)境的氣溫、空氣含水量以及當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速進(jìn)行詳細(xì)的掌握。一般來說輸電線路上凝結(jié)的水滴大多都是在溫度角度的環(huán)境下,由于空氣中的含水量較大,在風(fēng)力的持續(xù)作用下,大量的水汽不斷的附著在輸電線路上,從而導(dǎo)致輸電線路凝結(jié)水滴。除此之外,大氣壓以及雨量的大小都對輸電線路的水滴凝結(jié)量產(chǎn)生直接的影響。輸電線路凝結(jié)大量的水滴之后,由于導(dǎo)線的受力面積增大,此時如果風(fēng)速較大,就會導(dǎo)致輸電線路的舞動。風(fēng)速的大小以及凝結(jié)的情況都和導(dǎo)線舞動的情況呈正相關(guān)。此外,風(fēng)向?qū)τ趯?dǎo)線的凝結(jié)情況以及舞動的情況都有直接的影響。因此在輸電線路絕緣性檢測系統(tǒng)中,要通過微氣象傳感器收集相關(guān)的氣象信息,從而為輸電線路的受力模型分析提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
2.2 力學(xué)分析與智能視頻分析相結(jié)合的檢測
在懸鏈線和三自由度舞動等力學(xué)模型之上,通過傳感器測量主桿塔絕緣子串上的豎直方向張力(由拉力傳感器監(jiān)測),絕緣子串傾斜角(由傾斜角傳感器監(jiān)測),風(fēng)速(由風(fēng)速傳感器監(jiān)測)等參數(shù),可計算出桿塔水平拉力、靜止時的導(dǎo)線弧垂、舞動幅度和頻率等物理量,最后可得到相間距離和輸電線對地距離。但基于力學(xué)模型的方法基于很多假設(shè),計算結(jié)果跟實際情況存在較大的誤差。為此,引入智能視頻分析技術(shù)。智能視頻監(jiān)控不僅可以對現(xiàn)場情況進(jìn)行視頻顯示,還可以對視頻圖像信息進(jìn)行分析,以非圖像形式的信息呈現(xiàn)給管理員。此方法簡單易行,能直觀地觀察氣候環(huán)境惡劣地區(qū)的水汽凝結(jié)情況。但是,由于輸電線所處環(huán)境的特殊性,要獲取高質(zhì)量的圖像必須考慮大霧、雨、霜等天氣狀況對攝像機的影響。所以,輸電線路監(jiān)測攝像機必須具有防水、防霧等功能。應(yīng)用智能視頻分析技術(shù)分析時,距離信息的計算涉及到一系列的圖像處理技術(shù)和模式識別技術(shù)。其中圖像處理技術(shù)包括圖像去噪、圖像灰度化、二值化等圖像預(yù)處理技術(shù),圖像分割技術(shù),以及像素計算,圖像形態(tài)學(xué)處理等。
3 常見的檢修方式
在發(fā)現(xiàn)輸電線路的絕緣性存在問題之后,應(yīng)該采取相應(yīng)的檢修措施,從而及時的排除故障和安全隱患,防止故障的擴大化。在輸電線路檢修的過程當(dāng)中主要有以下幾種方式:
3.1 最小檢修。對于發(fā)生故障的部分進(jìn)行相應(yīng)的修理或者是直接更換,對于其它的部分不采取任何的措施。這種檢修方式最為簡單,具有較高的效率,這樣可以有效的減少線路檢修時所需要的時間和成本,能夠在最短的時間使輸電線路恢復(fù)正常的工作。但是這種方式往往會產(chǎn)生一系列后續(xù)的問題,導(dǎo)致頻繁的故障。
3.2 完美檢修或更換。顧名思義就是在較大的范圍內(nèi)對輸電線路進(jìn)行維系和更換,盡可能的消除線路中的相關(guān)的問題,使輸電線路的性能保持在最佳的狀態(tài)。但是這樣需要消耗大量的時間,花費的成本也比較高。
3.3 預(yù)防性檢修。在輸電線路出現(xiàn)絕緣故障之前對線路進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)和檢修,從而及時的發(fā)現(xiàn)將要出現(xiàn)故障的位置,在其故障之前進(jìn)行相應(yīng)的修理,這樣可以確保線路保持在比較穩(wěn)定的狀態(tài),確保供電的安全性和穩(wěn)定性。
3.4 計劃檢修。制定完整的檢修計劃,按照計劃的規(guī)定對線路進(jìn)行定期的維護(hù)和檢修,這樣可以定期的消除一些問題,能夠保證輸電線路的穩(wěn)定狀態(tài)和較好的工作性能。
關(guān)鍵詞:輸電線路、R銷、絕緣子
中圖分類號:TN913.32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
輸電線路絕緣子鎖緊銷雖小,但其作用并非一般,如若脫落或失效,將會造成絕緣子串掉落的嚴(yán)重后果。目前新疆750kV輸電線路中,常用絕緣子串球窩聯(lián)結(jié)鎖緊銷為R型。
在輸電線路運行維護(hù)過程中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)關(guān)于絕緣子R銷失效、變形、脫落等缺陷。2011年1月23日,經(jīng)工作人員巡視發(fā)現(xiàn),750kV吐哈I線388#、750kV吐哈II線74#塔右相合成絕緣子碗頭掛板R銷脫出,失去了對碗頭應(yīng)有的保護(hù)作用。此類問題在線路中存在較為廣泛。
一、鎖緊銷分析
1、鎖緊銷材質(zhì)
中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《絕緣子串元件球窩聯(lián)結(jié)用鎖緊銷》GB11031-89要求,制造鎖緊銷的材料應(yīng)采用青銅、黃銅、奧氏體不銹鋼或其他耐銹蝕性材料,不應(yīng)采用有防腐蝕表面層而本身并不耐銹蝕的材料,也不應(yīng)采用在鎖緊銷和球窩聯(lián)結(jié)之間產(chǎn)生明顯接觸腐蝕的材料。
圖1上方為750kV吐 哈Ⅱ線74#塔右相絕緣子R銷更換前的狀態(tài),下方為新R銷。從外觀看來,經(jīng)過一年多的運行時間雖略沾塵埃,但表面任然鮮亮、光澤,毫無銹蝕。所以完全符合國標(biāo)規(guī)定對材質(zhì)的要求。
2、鎖緊銷外觀及尺寸
表1R銷主要尺寸
目前,新疆750kV輸電線路絕緣子所用R銷為32R。從圖1、圖2中可以看出,更換前的R銷閉口縫隙過小,幾乎合并在一起,失去彈性,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足表1中F2的尺寸要求。
3、R銷空缺、失效分析
鎖緊銷的空缺可能是安裝過程中不仔細(xì)造成遺漏;起吊絕緣子串時銷子被擠壓變形引發(fā)鎖緊銷自行脫落;驗收檢查時不認(rèn)真等等因素造成。
從750kV吐哈輸電線路74#、388#兩處R銷脫出缺陷看來,R銷、碗頭掛板內(nèi)部、合成絕緣子端部沒有任何擠壓和摩擦痕跡。吐哈II線74#塔絕緣子R銷能夠隨意進(jìn)出碗頭掛板內(nèi)部,是因為R銷閉口縫隙F2過小,達(dá)不到國標(biāo)要求,使得R銷鼓肚部分在碗頭掛板進(jìn)出口處起不到有效的阻礙作用,失去彈性。在大風(fēng)天氣下,由于導(dǎo)線的振動極易造成R銷脫出保護(hù)位置,甚至發(fā)生掉串事故。
4、鎖緊銷貨源分析
鎖緊銷是絕緣子、碗頭掛板所帶來的附屬材料,所以生產(chǎn)鎖緊銷與生產(chǎn)絕緣子、碗頭掛板可能不是同一個廠家,在絕緣子和碗頭掛板出廠時還存在廠家之間材料相互配套的問題。在這個環(huán)節(jié)控制其質(zhì)量是非常重要的,應(yīng)在檢查絕緣子和碗頭掛板出廠時一并檢查鎖緊銷是否合理、配套,檢查球頭能否脫出。在750kV線路施工中就有發(fā)現(xiàn),有的絕緣子R銷出廠時沒有打開,銷子隨時可能脫落,并且鎖緊銷材質(zhì)相對較硬,需專用工具才能將其打開。在驗貨時應(yīng)注意檢查。
5、鎖緊銷施工分析
在起吊絕緣子串時,繩扣上方的絕緣子串重量很容易造成繩扣處絕緣子球桿彎曲或鎖緊銷壓扁,在掛串拆除繩扣時應(yīng)注意檢查。并將鎖緊銷轉(zhuǎn)到規(guī)定的統(tǒng)一方向,并再次檢查。
750kV吐哈輸電線路74#、388#兩處缺陷中,造成R銷脫出的一個主要原因就是由于施工不當(dāng)使得R銷嚴(yán)重變形,施工單位后期又沒有對其進(jìn)行有效處理,只是草率進(jìn)行了安裝。再加上工程驗收質(zhì)量較低、驗收人員不認(rèn)真、不仔細(xì),線路投運后長時間經(jīng)受大風(fēng)等惡劣天氣,最終造成R銷脫出。
6、鎖緊銷運行分析
瓷質(zhì)絕緣子串在大風(fēng)搖擺時,由于某些球桿與球窩的不配套,形成風(fēng)偏搖擺支點,球桿會將鎖緊銷壓扁。如果認(rèn)定是此種原因,應(yīng)在更換鎖緊銷的同時更換此絕緣子。
在基建、大修、驗收及絕緣子清掃和登塔檢查、地面巡視過程中,應(yīng)克服困難,設(shè)法檢查到每一個鎖緊銷,這是落實、處理鎖緊銷缺陷的一個重要環(huán)節(jié)。
檢查出鎖緊銷缺陷,是運行人員的辛勤勞動成果。特別是地面巡視人員,能檢查出鎖緊銷缺陷更為不易。相關(guān)運行單位應(yīng)將好的方法和經(jīng)驗積極總結(jié)、推廣,并不斷深入研究,加入高效可行的科技手段,去除巡視死角,積極推進(jìn)鎖緊銷運行管理工作。
二、鎖緊銷缺陷的防范措施
1、加大線路的巡視力度,特別是對風(fēng)區(qū)、高跨等特殊區(qū)段制定合理詳細(xì)的特巡計劃,提高巡視質(zhì)量;
2、根據(jù)運行經(jīng)驗,對大風(fēng)區(qū)段的絕緣子串加裝防脫抱箍,避免因大風(fēng)作用導(dǎo)致的掉串事故;
3、巡視過程中,應(yīng)加強對各連接部位的檢查,切不可因為查看困難或其他僥幸心理而放過任何一個關(guān)鍵部位;
4、若發(fā)現(xiàn)R銷脫出、失效等缺陷,在消缺后應(yīng)對相應(yīng)區(qū)段或整條線路進(jìn)行重點檢查,防止類似缺陷消除不徹底;
5、線路施工過程中,施工單位應(yīng)注意施工方法,嚴(yán)格控制施工及安裝質(zhì)量,保證鎖緊銷不會因為安裝不當(dāng)、野蠻施工等人為因素造成脫落或失效;
6、應(yīng)加大對線路驗收人員的相關(guān)技能培訓(xùn),確保線路驗收質(zhì)量;
7、加強線路物資材料的質(zhì)量檢查和試驗工作,確保材料質(zhì)量的合格。
三、結(jié)束語
所謂鎖緊銷,“鎖”字是一切的關(guān)鍵。從實際應(yīng)用來說,也起到了至關(guān)重要的作用。絕大多數(shù)的鎖緊銷缺陷、絕緣子掉串事故等均因安裝不當(dāng)、產(chǎn)品質(zhì)量不合格或在外力破壞下使得鎖緊銷脫落、失效、變形而引發(fā)事故。對于R銷來說,其特有的造型顯示出較好的剛度,特殊不銹鋼材料又有著較強的硬度和很好的耐銹蝕性能。但根據(jù)750kV吐哈輸電線路鎖緊銷缺陷看來,其尺寸偏差也是不容小視的。認(rèn)識鎖緊銷要從多方面入手,首先應(yīng)從材料進(jìn)貨抓起,把好產(chǎn)品質(zhì)量的第一關(guān),然后是施工、監(jiān)理、驗收、運行、檢修等層層把關(guān),從細(xì)微做起,服務(wù)于線路運維工作的大局。
參考文獻(xiàn):