特高压直流六氟化硫气体内绝缘穿墙套管作为特高压换流站的核心设备之一,发挥着连接换流阀厅内部和户外高压电气设备的重要作用。在特高压直流六氟化硫气体内绝缘穿墙套管内部,支柱绝缘子是为关键的绝缘结构,起到支撑高压导杆、减小套管内部电场畸变的作用。在实际运行中,高压导杆不仅承受高达±800千伏及以上的电压,而且内部通有3150~6300安的直流大电流,*高温度可达115摄氏度。支柱绝缘子的上下部之间存在75~85摄氏度的温度差,电效应和热效应都较为显著。与六氟化硫气体的绝缘强度相比,支柱绝缘子的表面绝缘强度较低,容易发生沿面闪络,是套管内部的绝缘薄弱点。
类似的情况还发生在气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)以及气体绝缘金属封闭开关(GIS)等电气设备中。其共同点在于支柱绝缘子要长期经受强电场、大温度梯度以及六氟化硫气氛等多因素耦合作用,传统支柱绝缘用材料易发生本征特性劣化,造成绝缘性能下降,引发沿面闪络,影响电气设备可靠运行。因此,研发能够提升特高压直流六氟化硫气体内绝缘电气设备可靠性的新型支柱绝缘子材料具有重要意义。
陶瓷材料作为一种无机非金属材料,具有高机械强度、高耐久性、低热膨胀系数等性能优势,广泛应用于电力设备外绝缘领域。传统外绝缘陶瓷材料主要由石英、长石、黏土等原料烧结而成,在特高压直流六氟化硫气体内绝缘电气设备中,绝缘性能和耐腐蚀性能方面无法满足应用要求。解决这一问题,需要从种类繁多、绝缘特性相差悬殊的陶瓷材料配方体系中选出表面绝缘强度高、与六氟化硫气体相容性强的高性能陶瓷基础材料体系。氮化硅陶瓷材料是一种由硅氮元素以共价键结合的化合物,具有良好的机械强度、绝缘性能、温度稳定性、导热性和耐腐蚀性能,是结构陶瓷家族中综合性能*为优异的一类,在特高��直流六氟化硫气体内绝缘电气设备中应用潜力巨大。
一、概述(WBDZJ变压器厂滤油车数据稳定可靠,测试速度大大提高)
为适应电力维修部门现场检修各类高低压带油设备的需要,我们参考日本加藤公司和德国西门子公司的技术,严格执行国家标准以DL/T521-93-2002真空净油机使用导则为指导,设计具有体积小,比例重量轻、移动方便、噪声低、连续工作时间长,性能稳定,操作方便等特点,是各电厂、电站、变电所、电器制造厂、工矿企业过滤变压器油、透平油、40℃以下机油、液压油、润滑油,机油,等等多种油液中的水份、气体和杂质的理想设备。
二、主要用途(WBDZJ变压器厂滤油车数据稳定可靠,测试速度大大提高)
1、本机可用于各类油浸变压器、油浸电流、电压互感器及少油继路器,进行现场滤油及补油。
2、本机可用于对上述设备进行现场热油循环干燥,尤其是对油浸电流、电压互感器及少油断路器的热油循环干燥更为有效。
3、本机可用于对密封油浸设备进行现场真空注油和补油及设备抽真空。
4、本机还可以用于对轻度变质的变压器油进行再生净化,使其性能达到合格油标准。
三、主要特点(WBDZJ变压器厂滤油车数据稳定可靠,测试速度大大提高)
本机与国际国内的同类产品相比较有如下特点;
1、体积小、重量轻,是同类产品重量的二分之一。
2、改进完善了油气分离的设计。利用真空进油,装设了管状旋转喷油器,减少了阻力,回旋速度快,增加了油气分离效果。
4、根据用户的需要,净油器部分的过滤介质由特制精滤芯为过滤介质,特制精滤芯为无纺密纸做成,当发现过滤慢时只需剥掉外面一层无纺密纸即可。
5、一机多能,这是本机的一个重要特点。由于本机在现场使用,并利用原来的带油设备做储油罐,使热油循环本机与设备之间,这样便使滤油、再生、热油循环干燥三种功能同时进行,省工、省时、确为一举三得。
四、工作原理(WBDZJ变压器厂滤油车数据稳定可靠,测试速度大大提高)
真空净油机是根据水和油的沸点不同而设计的,它由真空加热罐、精滤器、冷凝器、初滤器、水箱、真空泵、排油泵以及电气柜组成。真空泵将与真空罐内的空气抽出形成真空,外界油液在大气压的作用下,油经过入口管道进初滤器消除较大的颗粒,然后进入加热罐内,经过加热到40-75℃的油通过自动油漂阀,此阀是自动控制进入真空罐内的油量进出平衡。经过加热后的油液通过喷翼飞快旋转将油分离成半雾状,油中的水份急速蒸发成水蒸气并连续被真空泵吸入冷凝器内,进入冷凝器内的水气经冷却后再返原成水放出。在真空加热罐内的油液,被排油泵排入精滤器通过滤滤芯将微粒杂质过滤出来。从而完成真空滤油车迅速除去油中杂质、水份、气体的全过程,使洁净的油从出口处排出机外。
五、使用说明(WBDZJ变压器厂滤油车数据稳定可靠,测试速度大大提高)
连接好进出油管油路,接通380V,接好可靠地线,检查各电路是否连接可靠,各油路阀门是否打开,准备无缺后再进行操作程序;点动真空泵,使泵内的油能正常运行,再使真空泵连续运转。当真空表面达到表限时,可打开进油阀,直至真空缸内下视窗看见油面时,即启动排油泵开关,开始排油过滤杂质,油路正常循环,打开加热器开关,挥发油中水份,如果油中水份较多时,真空缸内油沫会增高,此时必须打开放气阀控制适应的真空度,待水份减少、油下降后关闭放气阀,使真空度达到极限。此时要注意各仪表的反应,如果压力表读数大于0.3MPA时,说明滤油器内滤芯表层杂质太多,需要去掉表层滤纸即可,工作完毕后,参看原理示意图,打开放气阀使真空度达到正常大气压,排完缸内的油,剩下的油从放油阀放出,防止下次使用时,混入不同型号的油中。
六、技术标准;
七、结构原理图;
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1、真空滤油车工作原理示意图之一;(DZJ-16~25两种规格)
2、真空滤油车工作原理图之二;(DZJ-30~50两种规格)
3、真空滤油车工作原理图之三;(DZJ-80~200五种规格)
八、注意事项
接通电源必须要接好地线才能操作。
操作时,注意电机转动方向,要符合箭头方向。
没有油循环时,不得启动加热器,否则会烧坏加热器,重则会炸。
排油前,必须打开出油管道所有阀门。
工作环境温度低于零下30℃,高于40℃,不宜使用。
自2018年起,国网智能电网研究院有限公司联合华北电力大学、中材高新材料股份有限公司成立研发团队,开展特高压直流六氟化硫气体内绝缘电气设备用氮化硅陶瓷材料研究。
高致密度、高耐腐蚀性、高绝缘强度及优良的表面电荷特性是氮化硅陶瓷材料应用于特高压气体内绝缘环境的决定性因素。为实现氮化硅陶瓷材料力-电性能的协同调控,项目组从原材料、配方体系、制备工艺等角度出发,采用高纯度、亚微米级氮化硅粉体,通过掺杂钇、铋等稀土功能离子和镁、铝金属氧化物烧结助剂,优化氮化硅陶瓷材料配方体系,并调控陶瓷材料的晶格、晶界及缺陷结构。
在优选的氮化硅陶瓷配方体系基础上,研发团队采用先进的热等静压烧结技术,制备得到了高致密度氮化硅陶瓷材料。研发团队模拟特高压气体内绝缘运行环境,验证了氮化硅陶瓷材料的服役可靠性。与传统材料相比,新型氮化硅陶瓷材料在强电场、大温度梯度、六氟化硫气氛环境下的机械强度、电阻率-温度变化特性、表面电荷积聚特性及耐腐蚀性等方面均展现出性能优势。该技术的突破为提升气体内支柱绝缘子材料的可靠性提供了新的解决方案。
为优化支柱绝缘子结构,2020年,国网智研院、华北电力大学、中材高新材料股份有限公司、阿尔斯通意大利公司密切沟通、协同更新,针对气体内支柱绝缘子主体结构开展设计研究。为满足±800千伏特高压直流穿墙套管运行工况的支柱绝缘子应用要求,研发团队将氮化硅材料特性与生产装配工艺的各项要求融合到陶瓷支柱结构设计中,提出了多种不同类型、不同尺寸的氮化硅陶瓷支柱绝缘子模型整体优化设计方案,并采用多个软件进行建模仿真,计算陶瓷支柱绝缘子在电场、电-热耦合场、电-热-流体耦合场的服役可靠性。研发团队调整陶瓷支柱外形轮廓尺寸,并采用缩比模型进行性能验证,*终确定采用“啤酒瓶”形状的支柱。这种构型加工难度小,机械应力小,电场分布*优。该新型氮化硅陶瓷支柱与阿尔斯通公司传统支柱相比体积减小50.9%,在电、热、机械等各项指标上均优于阿尔斯通公司传统支柱。*后,研发团队基于设计的氮化硅陶瓷支柱,优化设计适配的底部及顶部金具,使支柱绝缘子及配套组件外形结构与特高压直流六氟化硫气体内绝缘穿墙套管内部结构匹配。
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