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双重密封瓷外套交流无间隙MOA的研制 |
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| 双重密封瓷外套交流无间隙MOA的研制 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 10:01:43  |
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阎中华
杭州富阳避雷器厂 富阳 311422
0 前言
MOA的损坏几乎均是因密封不良受潮及其它原因共同作用引起的，国内外许多生产厂的MOA都在密封方向出过问题，尤其是110kV及以上电压等级的瓷外套无间隙MOA 。本文即研究MOA的双重密封瓷外套技术。
1 瓷外套MOA受潮后的劣化过程
1.1 内部结构
瓷外套MOA的密封效果与密封结构、密封圈、装配条件及工艺控制等因素相关［1］。110kV及以上电压等级的瓷外套MOA的内部结构通常为：阀片用环氧玻璃纤维引拔棒(3根或4根)轴向夹紧形成阀片柱；阀片柱外套一根环氧玻璃丝缠绕管(FWP)作为隔弧筒装入瓷套内密封起来，隔弧筒用于防止MOA失效时短路电弧直接灼烧瓷套。
1.2 劣化过程
潮气入侵瓷外套MOA后，内部随着温度、气压及电流的变化而形成一个微循环的小气候。当温度降低时，因空气中所能容纳的水分减少而在MOA内部形成凝露，凝露吸附在MOA内瓷套、隔弧筒、阀片柱及引拔棒的表面。其中隔弧筒的表面积最大(有内、外两个表面)、吸水率最高且最不耐电蚀损，故水分通常会凝结在隔弧筒表面。水分集聚到一定程度时会形成局部的放电通道。放电时水分在电弧作用下扩散，放电后重新集聚。周而复始，在隔弧筒上形成树枝状放电痕迹。在潮湿、局部放电和电晕的综合作用下，MOA内部一部分气体的成分发生变化而形成臭氧及游离氮，其与避雷器内部各种材料的作用会形成导电的、腐蚀性的物体。在电、化学腐蚀作用下 ，MOA内部金属零件表面会迅速锈蚀，导致内部气压降低。这种过程造成了MOA的内绝缘降低，放电过程加剧和放电周期缩短。隔弧筒上树枝状放电痕迹发生到一定程度时会形成贯穿性通道，瓷套因冷热急变而出现裂纹，并将在其内部压力下粉碎性爆炸。
2 MOA在线监测
110kV及以上电压等级的MOA都装有在线监测仪，人工监测MOA在持续运行电压下漏电流的变化。在线监测仪可监测到220kV及以上由多节元件组成的MOA劣化，但单节元件组成的110kV MOA(除阀式外)鲜有监测成功的例子。因为单节元件组成的MOA受潮后，其故障特征为间歇性和突发性的，而人工不可能对整个过程进行连续监测 。正常的MOA在持续运行电压Uc下，全电流I0约400～600μA，其中阻性电流IRP约占全电流的25%。而MOA受潮后，在线监测仪电流值的增量均是IRP。IRP从数mA升到使MOA崩溃的数百mA仅需数h，是一个强烈的正反馈过程。两节或两节元件以上组成的MOA ，若其中一节受潮劣化，密封完好的其余元件可承担劣化元件原应承担的电压，在一定程度上可延缓MOA劣化过程，使变电所巡视人员有足够的时间观察到，故有些供电局采用两节35kV的MOA元件组成110kV MOA。但随之出现了2个不利因素：1) MOA每个元件均有两个密封面，增加元件即增加密封面，亦即增加了密封损坏的可能性；2) 采用普通35kV MOA两节元件，因瓷套内部直径较小，一般不设隔弧筒，闪络电弧将直接灼烧瓷套，防爆性能满足不了要求。故采用双节元件的方法并不是有效合理的解决办法。
3 双重密封瓷外套MOA
瓷外套MOA密封的改善除了改进设计、完善工艺、抓好质量管理外，提高MOA内部元件在潮气侵入条件下的运行可靠性是关键。国内有阀片侧面采用玻璃釉以提高潮湿时绝缘性能的方法，但隔弧筒及引拔棒等主要问题仍没有解决；国外在瓷套与阀片柱间灌封绝缘树脂或灌变压器油防潮入侵，但成本高，且有技术难题。笔者取消了传统的隔弧筒、引拔棒等不耐电蚀损的元件，将阀片柱用高温硫化硅橡胶整体硫化成型装入瓷套，并将瓷套密封起来，即双重密封的MOA。其优点为：
1) 阀片柱用硅橡胶包起来，硅橡胶可耐潮湿和耐电蚀损，若MOA瓷套密封失效使潮气进入MOA，只要MOA内部的积水不影响其内绝缘，MOA仍可继续运行，使监护人员有足够的时间由在线监测仪发现问题；
2) 若故障时阀片沿面闪络或击穿，硅橡胶包封层本身起到了阻燃和隔弧作用，且阀片柱与瓷套内壁之间有足够的空间，可将电弧引起的MOA内部压力升高迅速通过压力释放板引导出来；
3) 阀片柱分两节包封，制造方便，工艺装备简单。若外瓷套密封损坏使其中一节元件损坏，完好的一节尚还可工作一段时间，以便于及时发现问题；
4) 阀片柱采用硅橡胶包封起来后，泄漏电流将非常小。而普通瓷外套MOA由于隔弧筒、引拔棒的作用,漏电流通常居高不下；
5) 除去引拔棒和隔弧筒与增加芯棒缠绕和硫化工艺相比，其总成本增加不多，但可靠性增高了。
4 双重密封瓷外套MOA的研究试验
在一只完好的MOA下部串接MOA在线监测仪和阻性电流测量仪；在其上部压力释放板上打一个小孔，分别注入规定量的水后，用室温硫化硅橡胶密封小孔，间隔24 h后，让水份均匀扩散在UC下测其IO和IRP，其试验情况见图1。
从图1可见：若MOA注入水量<1.5L，MOA的IO及IRP无明显变化；若注入水>1.5L,IO及IRP呈明显增大趋势，且大致呈线性增长。在注入3L水后，在线监测仪电流基本满量程；将MOA水倒出后，IO及IRP与MOA完好时一样，无明显变化，仍可继续使用。而普通瓷外套MOA注放5mL水就无法使用了。可见在瓷外套密封有相同的泄漏率的情况下，前者比后者使用可靠性得到大大提高。
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5 结论
双重密封的瓷外套MOA保持了瓷外套刚性好、瓷外套表面污秽层至MOA芯体间耦合电容小和耐污性能好等优点，增强了MOA芯体的耐湿性、耐电弧性、阻燃性和耐污性，提高了MOA的工作可靠性。经～3a·600台的运行，取得了很好的效果。
参考文献
1 阎中华.避雷器的密封和负压检漏法的研究.电瓷避雷器，1996，1：26
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