盧恩慶,張偉斌,施宇亮,黃蔡平
(國網(wǎng)福建省電力有限公司漳州供電公司,福建 漳州 363000)
10 kV 運(yùn)行中線路設(shè)備因連接不緊密、接觸面積不夠等原因,導(dǎo)致線路設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)熱,產(chǎn)生隱患,危害配網(wǎng)線路安全。通常運(yùn)維人員通過測溫判斷隱患的危急程度,對于發(fā)熱嚴(yán)重的線路設(shè)備,有2 種處理方式:一種是停電檢修,會造成大面積停電,影響客戶用電,同時給公司造成損失;另一種采用配電帶電作業(yè)方式處理缺陷,可以避免或者減少客戶停電,通常需要帶電作業(yè)人員帶負(fù)荷更換或緊固線路設(shè)備,但是直接在缺陷線路設(shè)備連接點(diǎn)工作,危險系數(shù)高,缺陷設(shè)備難以把控,可能在作業(yè)過程中發(fā)生連接點(diǎn)脫落,造成拉弧,危及作業(yè)人員的安全。
傳統(tǒng)的導(dǎo)電膏是在停電施工時涂抹至連接點(diǎn),可填充連接點(diǎn)縫隙,提高連接點(diǎn)導(dǎo)電性能[1],而對于運(yùn)行設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)熱缺陷進(jìn)行帶電涂抹,其無法滲入連接點(diǎn)縫隙中,另外由于傳統(tǒng)導(dǎo)電膏沒有固化效果,在發(fā)熱異常狀態(tài)下,容易流失或者脫落,因此無法采用傳統(tǒng)導(dǎo)電膏對運(yùn)行設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)熱缺陷進(jìn)行處理。為此需要研制一種10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏,彌補(bǔ)傳統(tǒng)導(dǎo)電膏的缺陷,取代以往的停電檢修消缺方式,提高帶電作業(yè)人員發(fā)熱消缺的安全性。
目前國內(nèi)外電力行業(yè)使用的導(dǎo)電膏種類較多,根據(jù)其使用場所及要求的不同,電力導(dǎo)電膏的種類大致可以分為5 類,分別為高溫固定電連接型、寬溫固定電連接型、可動電連接型、超高溫電接觸型和滅弧電接觸型。
導(dǎo)電膏又稱為電力復(fù)合脂,是一種導(dǎo)電性能良好的電接觸涂料,其以無機(jī)稠化劑稠化合成油、硅油、礦物油作為基礎(chǔ)油,摻入導(dǎo)電粉末、抗氧化劑、抗腐蝕劑及抑弧劑等,通過研磨、分散、改性等一系列生產(chǎn)工藝處理制備而成的軟狀膏體。將其涂抹于看不見的整個未接觸電氣空隙內(nèi),并在該處形成無數(shù)的隧道效應(yīng)通道,能使整個接觸斑點(diǎn)變成純金屬接觸面,極大增加了導(dǎo)電接觸面積,降低了接觸電阻,減少了接觸發(fā)熱,具備優(yōu)異的節(jié)能效果[2]。
將導(dǎo)電膏涂抹于導(dǎo)體的接觸面,導(dǎo)電膏有效覆蓋了導(dǎo)體的整個接觸面,從而在導(dǎo)體表面形成一層油封層,能夠有效地將導(dǎo)體與大氣隔絕,防止金屬導(dǎo)體表面與空氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng)形成氧化層。另外,油封層還可以阻止具有腐蝕性的氣體、粉塵及水分入侵導(dǎo)電接觸面,從而穩(wěn)定接點(diǎn)的接觸電阻,減少連接發(fā)熱,進(jìn)一步減少化學(xué)腐蝕及電化學(xué)腐蝕,大幅延長金屬導(dǎo)體接頭的使用壽命[3]。
為了解決傳統(tǒng)導(dǎo)電膏塊狀在導(dǎo)電性、固化性、噴涂性、粘附性方面存在的問題,本文對導(dǎo)電膏材料、成分組合性、配比進(jìn)行研究分析。基于石墨烯和聚合物的導(dǎo)電納米復(fù)合材料,并利用二甲基乙酰胺、合成油脂、有機(jī)硅油、乙二醇丁醚、乙基纖維素、聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂等有機(jī)載體與石墨烯(粒徑為20~35 nm)融合多種工藝技術(shù)合成帶特殊官能團(tuán)的高分子化合物,經(jīng)穩(wěn)泡處理和惰性化處理,研制出具有快速固化性、可噴涂性、強(qiáng)粘附性、超大的徑厚比和優(yōu)異的力學(xué)性能的導(dǎo)電膏。該10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏制備方案如圖1 所示。
圖1 10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏制備方案
為了更好、更全面地體現(xiàn)出10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏在配電線路設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)熱缺陷處理中的優(yōu)勢,利用導(dǎo)電性能測試實(shí)驗方法和統(tǒng)計學(xué)方法對傳統(tǒng)導(dǎo)電膏與該10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏的導(dǎo)電性及熱消缺效果進(jìn)行對比。
為了對比傳統(tǒng)導(dǎo)電膏與10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏的導(dǎo)電性能,分別對傳統(tǒng)導(dǎo)電膏及10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏進(jìn)行連接接觸電阻比實(shí)驗測試,結(jié)果如圖2 所示。通過實(shí)驗數(shù)據(jù)分析,結(jié)果顯示傳統(tǒng)導(dǎo)電膏連接接觸電阻比為1.20,而10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏連接接觸電阻比為0.90,10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏連接接觸電阻比相對于傳統(tǒng)導(dǎo)電膏降低了30%,具備更優(yōu)異的導(dǎo)電性能。
圖2 連接接觸電阻比對比圖
為了對比10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏與傳統(tǒng)導(dǎo)電膏的熱消缺耗時時長,對多次配網(wǎng)線路設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)熱消缺作業(yè)時長進(jìn)行統(tǒng)計,在多次配網(wǎng)線路設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)熱消缺作業(yè)統(tǒng)計中,傳統(tǒng)停電消缺方式耗時120 min,帶電緊固消缺方式耗時15 min,10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏噴涂消缺方式耗時15 min。消缺時長對比圖如圖3 所示。
圖3 消缺時長對比圖
為了對比熱消缺效果,分別統(tǒng)計了10 次帶電緊固消缺方式處理設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)熱效果情況及10 次10 kV線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏噴涂消缺方式處理設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)熱情況,結(jié)果分別如表1 和表2 所示。
表1 帶電緊固熱消缺方式消缺前及消缺后溫度情況 單位:℃
表2 快速固化導(dǎo)電膏噴涂消缺方式消缺前及消缺后溫度情況 單位:℃
以發(fā)熱點(diǎn)消缺后發(fā)熱點(diǎn)溫度小于45 ℃為有效消缺,對表1 及表2 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以得出,帶電緊固熱消缺方式的消缺有效率為40%,而10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏噴涂熱消缺方式的消缺有效率為80%,熱消缺有效率對比如圖4 所示。
圖4 熱消缺溫降效果對比圖
本文研制的10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏在10 kV 配電線路設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)熱消缺處理應(yīng)用中,既可以通過帶電近距離對設(shè)備連接發(fā)熱點(diǎn)涂抹進(jìn)行熱消缺,而且在絕緣斗臂車無法到位或者復(fù)雜線路存在帶電作業(yè)安全距離不足的情形下,也可利用該10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏所專門研發(fā)配置的10 kV 線路絕緣桿帶電噴涂裝置對設(shè)備連接發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)距離帶電精準(zhǔn)噴涂消缺。使用絕緣桿帶電噴涂裝置進(jìn)行遠(yuǎn)距離噴涂消缺的作業(yè)流程如下:①對10 kV 線路絕緣桿帶電噴涂裝置本體進(jìn)行電池組裝及調(diào)試;②將10 kV線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏安裝至10 kV 線路絕緣桿帶電噴涂裝置本體膏管固定槽并進(jìn)行試噴涂調(diào)試;③利用可旋轉(zhuǎn)梅花連接頭將本體與配套帶有同型號的梅花連接頭的10 kV 絕緣操作桿連接并調(diào)整噴涂角度;④將10 kV 線路絕緣桿帶電噴涂裝置出料口對準(zhǔn)設(shè)備連接發(fā)熱點(diǎn),再利用遠(yuǎn)程遙控器控制噴涂裝置進(jìn)行進(jìn)行精準(zhǔn)噴涂;⑤作業(yè)完成后,對10 kV 線路絕緣桿帶電噴涂裝置進(jìn)行拆卸、清理并放置到配置工具箱。
10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏在配網(wǎng)線路設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)熱消缺作業(yè)應(yīng)用中不僅操作簡單,快速高效,消缺效果好,而且可以有效減少停電次數(shù),增供減停,另外還可以提高作業(yè)人員的作業(yè)安全性。
該導(dǎo)電膏的研制可以有效減少停電進(jìn)行發(fā)熱異常消缺次數(shù),減少配網(wǎng)停電,提高配網(wǎng)線路可靠性。預(yù)計單次停電發(fā)熱異常消缺時長為2 h,按市區(qū)年平均停電發(fā)熱異常消缺300 次計算,可縮短停電時長600 h。該導(dǎo)電膏的研制可以有效減少帶電進(jìn)行發(fā)熱異常消缺時長,減少停電時戶數(shù),增供減停。預(yù)計單次作業(yè)可以有效縮短10 min,按市區(qū)年平均帶電發(fā)熱異常消缺500 次計算,可縮短停電時長近100 h。
社會效益好。該導(dǎo)電膏的運(yùn)用可以有效減少停電次數(shù),提高供電可靠性,保障供電優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
推廣性強(qiáng)。該10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏可廣泛運(yùn)用于各類連接金具、電纜頭、刀閘、變壓器接頭處發(fā)熱缺陷帶電消缺,應(yīng)用前景廣闊。
該10 kV 線路噴涂型快速固化導(dǎo)電膏具備快速固化性、可噴涂性、強(qiáng)粘附性,可以取代以往的停電檢修消缺方式,通過帶電遠(yuǎn)距離噴涂或近距離涂抹快速高效處理發(fā)熱缺陷,不僅操作簡單,快速高效,消缺效果好,并且可以有效減少停電次數(shù),增供減停,同時有效保障了帶電作業(yè)人員發(fā)熱消缺的安全。