220kVGIS航空插頭及其外護(hù)套破損問題改進(jìn)研究

陳正龍

摘要：本文介紹了220kV GIS航空插頭及其外護(hù)套存在破損或密封不嚴(yán)等問題，深入分析了外部環(huán)境、外護(hù)套材質(zhì)、密封措施、電纜線管排布因素對航空插頭及其外護(hù)套運(yùn)行情況的影響，創(chuàng)造性地提出了航空插頭及其外護(hù)套修復(fù)五步法，改善了波紋管外護(hù)套的耐腐蝕、耐彎曲及密封性能，延長了航空插頭的使用壽命，解決了其因腐蝕、破損和積水問題而引發(fā)的二次回路短路及直流系統(tǒng)接地等危及設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題。運(yùn)行實踐表明，通過修復(fù)五步法修復(fù)過的航空插頭及其外護(hù)套，運(yùn)行狀況良好。

關(guān)鍵詞：航空插頭；外護(hù)套；積水；破損；修復(fù)

1 前言

500kV某變電站220kV GIS設(shè)備采用的是戶外GIS設(shè)備。自2013年初以來，直流系統(tǒng)頻繁報直流系統(tǒng)接地故障告警信號，并隨天氣好轉(zhuǎn)快速恢復(fù)正常。為了解決長期存在的直流系統(tǒng)接地問題，2013年10月，結(jié)合220kV設(shè)備全停的機(jī)會，對220kV GIS設(shè)備區(qū)域進(jìn)行了一次全面排查，發(fā)現(xiàn)了220kV GIS航空插頭及其外護(hù)套的一系列問題。

2 航空插頭及其外護(hù)套存在的問題

通過全面排查，發(fā)現(xiàn)220kV GIS設(shè)備區(qū)域戶外航空插頭及其外護(hù)套存在如下問題：

1、二次電纜至航空插頭連接處無密封。設(shè)計及施工時未做好相應(yīng)的密封措施，在其塑料波紋管外護(hù)套破損后，積水將直接進(jìn)入航空插頭，小動物也可順著破損口進(jìn)入到航空插頭內(nèi)部。

2、航空插頭外護(hù)套銹蝕、破損。航空插頭外護(hù)套外部采用的是塑料材質(zhì)，塑料波紋管由內(nèi)、外兩層護(hù)套包裹中間的鐵鎧而組成，由于其塑料和鐵鎧質(zhì)量較差，外護(hù)套腐蝕、老化和破損，已經(jīng)起不到防護(hù)作用，如圖2所示。

3 航空插頭及其外護(hù)套存在問題的原因分析及對設(shè)備的影響

3.1、航空插頭及其外護(hù)套存在的問題對設(shè)備的影響

由于航空插頭內(nèi)部包含了控制線、信號線等線路，是對GIS設(shè)備進(jìn)行控制、監(jiān)視的關(guān)鍵元件，因此航空插頭及其外護(hù)套存在的問題將對設(shè)備造成很大的影響。

1、降低航空插頭絕緣電阻值，導(dǎo)致直流系統(tǒng)故障。部分外護(hù)套與航空插頭連接處出現(xiàn)脫落、銹蝕等現(xiàn)象，嚴(yán)重的已經(jīng)銹蝕至破損穿孔，這樣將導(dǎo)致外護(hù)套內(nèi)積水嚴(yán)重，引起直流系統(tǒng)故障。

2、積水導(dǎo)致保護(hù)的誤動或拒動。外護(hù)套內(nèi)的積水可能沿外護(hù)套倒灌至航空插頭內(nèi)部，導(dǎo)致保護(hù)的誤動或拒動，引發(fā)電力事故事件。

3、小動物導(dǎo)致設(shè)備誤動。在外護(hù)套破損后，由于二次電纜至航空插頭之間沒有任何的密封措施，有壁虎、蜘蛛等小動物進(jìn)入航空插頭，隨時可能導(dǎo)致設(shè)備誤動。

4、影響航空插頭的使用壽命。滲水將降低航空插頭絕緣電阻值、耐壓值，影響航空插頭的使用壽命，長期下去，甚至?xí)鸷娇詹孱^物理變形、腐蝕和裂紋，引起電擊穿。

3.2、航空插頭及其外護(hù)套存在問題的原因分析

針對上述情況，我們分析造成航空插頭進(jìn)水及塑料波紋管外護(hù)套破損的原因。

1、外部環(huán)境惡劣。該站地處惠東沿海，臺風(fēng)多、空氣含鹽分高，設(shè)備容易受到腐蝕損壞。航空插頭二次電纜外護(hù)套采用塑料波紋管，其工藝設(shè)計沒能滿足現(xiàn)場耐腐蝕、耐彎曲的要求，出現(xiàn)了不同程度的銹蝕、老化。

2、外護(hù)套材質(zhì)差。外護(hù)套外部采用的塑料材質(zhì)的波紋管，由于塑料波紋管外護(hù)套及包裹的鐵鎧材質(zhì)差，在陽光下暴曬、雨水侵蝕下極易老化破損，雨水順著外護(hù)套破損位置進(jìn)入航空插頭。

3、密封措施不嚴(yán)。二次電纜至航空插頭連接處是防止雨水、小動物進(jìn)入的關(guān)鍵關(guān)口，在二次電纜外護(hù)套破損后，積水將直接進(jìn)入航空插頭內(nèi)部，甚至可能沿外護(hù)套倒灌至箱體。同時，足夠的空間、潮濕的環(huán)境給小動物提供了良好的生存環(huán)境，有壁虎等小動物進(jìn)入航空插頭，嚴(yán)重影響了GIS設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4、電纜線管排布不合理。航空插頭的電纜線管排布不合理，電纜線盒安裝位置太高，造成雨水極易順著線管進(jìn)入航空插頭內(nèi)部，甚至沿外護(hù)套倒灌至箱體。

4.航空插頭及其外護(hù)套存在問題的解決措施

基于對上述航空插頭及其外護(hù)套存在問題的原因及對設(shè)備的影響的深入分析，我們根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，創(chuàng)造性地提出了航空插頭及其外護(hù)套修復(fù)五步法，并對修復(fù)材料進(jìn)行了嚴(yán)格的對比選擇。

4.1、修復(fù)材料的選擇

1、10kV電纜頭熱塑帶。為了解決外護(hù)套破損問題，經(jīng)過研究，選擇具有耐高溫、耐曬、防水性能好的10kV電纜頭熱塑帶作為主外護(hù)套破損的修復(fù)材料。

2、結(jié)構(gòu)膠。結(jié)構(gòu)膠與傳統(tǒng)的玻璃膠對比，結(jié)構(gòu)膠能承受更大的荷載、耐高溫、耐雨水、耐疲勞和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)更顯著，更具有優(yōu)異的粘連性及密封性能。

3、PRTV防污閃涂料。PRTV防污閃涂料具有優(yōu)良的憎水性和憎水遷移性，同時電氣絕緣性優(yōu)良、耐酸、堿、鹽和強(qiáng)氧化腐蝕。在銹蝕、破損的地方，表面再涂一層PRTV，能更加有效達(dá)到脫水防腐防銹的效果。

4.2、航空插頭及其外護(hù)套修復(fù)五步法

第一步：積水排查，防水處理。對已經(jīng)有積水的航空插頭、外護(hù)套以及其連接處進(jìn)行排水、清理、烘干處理，初步確定其銹蝕、破損情況。

第二步：結(jié)構(gòu)膠密封處理連接處。航空插頭接口處及二次電纜至航空插頭連接處縫隙小，容易發(fā)生滲水情況，該部位需要承受較大荷載，容易老化、疲勞，一旦有臺風(fēng)等惡劣氣候時，極易受到腐蝕、破裂，因而必須采取密封措施。

第三步：外護(hù)套除銹防銹修復(fù)處理。

1）使用鋼絲刷清除外護(hù)套表面灰塵及銹跡，確保套管表面無污漬、水跡。

2）使用防銹劑對外護(hù)套表面進(jìn)行噴涂，防止設(shè)備進(jìn)一步生銹，為外護(hù)套提供第一層保護(hù)。

3）在外護(hù)套上破損處涂抹3M牌結(jié)構(gòu)膠，為外護(hù)套提供第二層保護(hù)。

4）在已打完結(jié)構(gòu)膠的外護(hù)套上刷一層PRTV防污閃涂料，防止外護(hù)套再次出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，為外護(hù)套提供第三層保護(hù)。

第四步：熱縮套包裹修復(fù)破損管口。考慮到某站容易受到臺風(fēng)強(qiáng)降雨等惡劣氣候的襲擊，對二次電纜外護(hù)套和連接處的耐腐蝕、耐沖擊、耐磨損的性能提出了較高的要求，因而不再采用原來的塑料波紋管，而改用熱縮套進(jìn)行修復(fù)處理。

1）在外護(hù)套上纏扎一層熱縮帶，起到密封外護(hù)套的作用，為外護(hù)套提供第四層保護(hù)。

2）使用熱風(fēng)機(jī)對熱縮帶進(jìn)行熱吹緊縮，使熱縮帶內(nèi)層熱熔膠融化，將上下兩層熱縮帶粘合一起。

第五步：重新排布二次電纜走向。由于原二次電纜走向不合理，雨水極易沿線管倒灌至航空插頭，導(dǎo)致航空插頭進(jìn)水。為此，我們對二次電纜走向重新排布，改進(jìn)后的二次電纜走向，雨水能快速順著外護(hù)套往下流，避免雨水積聚到航空插頭。如圖3所示。

4.3、航空插頭及其外護(hù)套修復(fù)五步法實施效果：

經(jīng)過5年的運(yùn)行實踐證明，通過上述航空插頭及其外護(hù)套修復(fù)五步法的修復(fù)后，該站GIS設(shè)備運(yùn)行正常，沒有再出現(xiàn)上述影響設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題，取得了良好的實施效果。

5 結(jié)束語

本文根據(jù)220kV GIS設(shè)備航空插頭及其外護(hù)套存在破損或密封不嚴(yán)的問題作為研究課題，深入分析其原因并創(chuàng)新性地提出了航空插頭及其外護(hù)套修復(fù)五步法，有效地解決了GIS設(shè)備因類似情況造成的航空插頭進(jìn)水及直流系統(tǒng)接地等一系列危及GIS設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題。該成果獲廣東電網(wǎng)公司職工技術(shù)創(chuàng)新三等獎，并且已經(jīng)應(yīng)用到惠州供電局多個戶外HGIS/GIS設(shè)備上，并取得了很好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 220kV金屬封閉組合電器安裝使用說明書[M].北京. 北京宏達(dá)日新電機(jī)有限公司，2011.