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硅橡胶复合绝缘子采用RTV涂料的全部课 题仍然是一个开放性
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采用涂覆RTV涂层的复合套管抗击以色列变电站的污染

March 18, 2016 • Utility Practice & Experience, Utility Practice & Experience, 最近文章汇总

以色列的电力系统运行在亚热带 和沙漠环境中。在持续长达约八 个多月的旱季中, 从海洋到灰尘,再到工业和农业的各种类型的污染物在绝 缘子表面积累。这种污染层往往是带粘性 的, 因此在随后四个月的雨季中仅被部分 地清除。
上世纪90年代早期到中期, 污闪引 发的高停运故障达到了不可接 受的程度, 为了应对这一状况, 以色列电力 (IECo) 成为中东最早研究并 最终广泛应用复合线路绝缘子的电力公司 之一。如今, 这些绝缘子在22kV到400kV架 空电网的绝缘子中占了很大一部分, 并且仍 然在增长。 但是迄今为止, 对于诸如套管和变 压器这样的设备, 几乎没有采用 任何复合绝缘子外套。而在受污染困扰的变电站, 首选的应对措施包括 清洗, 以及最近采用的RTV硅橡胶涂层。 INMR采访了位于北部内陆的170kV Alon Tabor变电站, 来自附近冷却塔的当地污 染构成了持续的挑战。2000年, 这里成为IECo首个应用硅橡胶外套GIS套管的现 场。不过,令这次安装更值得关注的事实 是,与变电站中所有陶瓷绝缘子一样,这些 复合绝缘子最近也被涂覆了RTV硅橡胶。
陶瓷棒形绝缘子串在日间和清晨被露水湿润期间的对比 变电站 采用涂覆RTV涂层的复合套管抗击以色列变电站的污染 compare 1

陶瓷棒形绝缘子串在日间和清晨被露水湿润期间的对比

 
为了帮助维护人员监控设备的状况, 以色列电力依 靠专家组使用各种诊断工具进行巡查。
Amir Rozenstein是以色列北部地区的变电站经理, 负 责确保一系列范围宽泛的高压设备的可靠运行。他 说, “我们的变电站设备相当混杂, 并产自许多不同的 供应商。这对我们来说, 在问题发展到一触即发并导 致代价高昂的故障之前, 能够识别并采取行动解决问 题更具挑战性。” 为了协助维护人员监控设备的状况, IECo依靠预测维 护专家组 (SPDMs) 使用各种诊断手段定期检查变电 站, 包括热、声、紫外线和视觉检查。一旦发现任何早 期问题将通报给Rozenstein, 由他负责必须及时安排 适当的补救措施。 Amir Rozenstein解释说, 与目前的大多数电力公司一 样, IECo的焦点是减少开支, 比如, 虽然运行在含有大量灰尘的温暖的沿海环境中, 仍然需要降低绝缘子的 清洗费用
patrolexample预测维护专家进行巡查的例子 变电站 采用涂覆RTV涂层的复合套管抗击以色列变电站的污染 patrolexample

预测维护专家进行巡查的例子

。他举例说, 以色列的大部分400kV系统一年 需要清洗两次, 除了直接成本以外, 在清洗过程中线路 和变电站通常必须停运, 因为清洗用的水不是软化水。
优化维护成本的策略之一是优先考虑哪些线路最需要 清洗, 以及具体的时间间隔是多少。这项任务通过与输 电小组的合作而完成, 主要基于使用红外线和紫外线 照相机的直升机巡线。与此同时, 从21世纪初开始, 因 为预期之中采用复合绝缘的设计很少需要或不需要清 洗, IECo做出了战略决策, 将采用复合绝缘的设计定为 大多数新绝缘子的采购标准。在变电站, 应对污染的方式也同样逐渐抛弃了定期清 洗。然而, 不同于架空线的情况, 该转变趋势几乎完 全朝着在陶瓷绝缘子上涂覆涂层, 而不是使用复合外 套。Rozenstein解释说, 这一处理方法首次始于20年 前涂覆硅脂, 但因为每3年左右需要更换硅脂的问题, 此后便集中于RTV涂料。
rtvcoatingdeathsea 涂覆RTV硅橡胶涂层的变电站位于死海重工业区旁边 变电站 采用涂覆RTV涂层的复合套管抗击以色列变电站的污染 rtvcoatingdeathsea

涂覆RTV硅橡胶涂层的变电站位于死海重工业区旁边

Rozenstein评述说, 作出十分依赖RTV硅橡胶的决定 主要是基于对电网其中一个污染最严重的站点进行 的测试, 该站点是距离死海一个碱盐工厂不到200米 的露天变电站(海拔-427米, 也是地球的最低点)。
即使在可想象的最恶劣的运行环境之一运行6年后,发现RTV涂料仍能有效地制泄漏电流。
此处, 即使在可想象的最恶劣的运行环境之一运行6年 后, 发现RTV涂料仍能有效地抑制泄漏电流。 IECo维护部的Arie Avner报道说, 为变电站污秽陶瓷 绝缘子涂覆涂层迄今已经持续了超过10年, 而且仍在 继续。他说, “总体的经验是积极的, 我们发现涂层解 决了我们15到20年前遇到的很多问题。”
iecotroubles1IECo遇到的某些复合绝缘子设计的早 期问题示例。 变电站 采用涂覆RTV涂层的复合套管抗击以色列变电站的污染 iecotroubles1

IECo遇到的某些复合绝缘子设计的早 期问题示例。

尽管如此, 涂料的性能仍处于密切监测下。Avner解释 说, 例如北部地区, 每年至少两次派遣巡查人员到涂 覆涂料的变电站, 通常是夏季之前和冬季之前, 在日间湿度高的时间段。巡查员的任务是 从听觉和视觉上监测局部放电活 动来验证涂料的性能。如发现涂料 不足以应对积污程度的情况, 进行 低水压下的清洗工作, 以清除表面 的灰尘, 同时避免造成涂层被永久 性损坏的风险。
影响IECo线路绝缘子的一个普遍 问题是每年沿着从西伯利亚到非洲 固定路线迁徙的大量鸟类。Avner 报道说, 不明原因短暂跳闸后重合 闸成功的位置证实了这些故障通常 与这些鸟类的流体状排泄物有关。 在受影响的电塔上安装了带有防护盖的野生动物保护装置,但显然每 年需要拆除进行清洗。据Avner介 绍, 噪音和特殊灯光都无法成功劝 退鸟类栖息, 因此在寻找其他解决 方案, 包括在绝缘子组件边上安装 栖息平台。另一种解决方案是在受 影响的杆塔旁建造特殊的水池以吸 引鸟类在此停留。
alontabor 变电站 采用涂覆RTV涂层的复合套管抗击以色列变电站的污染 alontabor

AlonTabor变电站有RTV涂层的避雷器和套管

Avner和他的维护团队最近在170kV AlonTabor变电站遇到了其中一个更 加非同寻常的挑战, 这里是IECo首 个硅橡胶套管的安装现场。这个混 合GIS变电站2000年试运行, 2008 年附近燃气涡轮发电设施的施工 导致暴露于污染下的程度发生了急 剧变化。
这个电厂的冷却塔采用具有高导电 率的盐水 (估计高达30,000mS/cm), 随后以极细的喷雾形式被强大的盛 行风吹向Alon Tabor变电站。这使得 该站本就尘土飞扬的运行环境更加 糟糕。Avner报道说,事实上,2009 年支撑导线的倒置陶瓷支柱绝缘子 发生了污闪, 2012年10月又在位于其 下方的变压器套管上发生了污闪。 尽管事实上硅橡胶外套GIS套管运 行期间没有发生任何闪络, 而且也 没有异常报告, 但这些类型的问题 最终导致他的团队产生了担忧, 即 这些套管在侵蚀性的运行环境中可 能正在过早老化。Avner报道说, 实 际上, 2012年3月近距离检查报告揭 示,42个套管中的2个套管在靠近底 部法兰的伞裙边缘和沿着主干看似 出现了局部侵蚀斑点。
coolingfog 响证实了来自冷却塔的盐雾 变电站 采用涂覆RTV涂层的复合套管抗击以色列变电站的污染 coolingfog

对避雷器法兰河钢制支撑结构造成的影响证实了来自冷却塔的盐雾

Avner说, “在此基础上, 我们决定 把其中一组单元送到我们的研发实 验室,进行更彻底的调查。他们的结 论是, 落在套管上的水滴由于酸度 高, 可能导致在一些伞裙边缘上出 现微小的针孔。” 他评述说, SPDM 小组在例行履行监控职责时检查了Alon Tabor变电站, 这是与上述彼此不相关的检查, 检查结果支持了这个结论。使用高倍望远镜的视觉检 查发现, 来自冷却塔的水蒸汽也导致安装在变电站塔 与塔之间的陶瓷绝缘子串的水泥膨胀造成损坏。
Avner接着陈述说, 尽管套管是硅橡胶外套, 但为了避 免继续退化的风险, 2012年底决定对套管采用RTV涂 料。他说, 应用涂层被认为是提供了针对针孔损伤立竿 见影的解决方案。能以此为依据而得出任何结论的现场经验看来相对稀 少, 所以, 对硅橡胶复合绝缘子采用RTV涂料的全部课 题仍然是一个开放性的问题。虽然许多硅橡胶绝缘子 制造商可能会质疑这样做的必要性, 但涂料的供应商 所持的不同看法是, 将增加涂覆RTV材料视为工具, 增 强LSR或HTV材料生产的复合绝缘子固有的憎水性。有 些供应商指出, 在最近的项目中, 客户坚持在硅橡胶绝 缘子被投入使用前涂覆涂层。
rtv_norot采用RTV涂层的GIS套管特写(2014年3月)。注释:法 兰附近的圆形伞裙印痕看似不是由腐蚀引起,而是 与涂层的施工方式有关。 变电站 采用涂覆RTV涂层的复合套管抗击以色列变电站的污染 rtv norot

采用RTV涂层的GIS套管特写(2014年3月)。注释:法 兰附近的圆形伞裙印痕看似不是由腐蚀引起,而是 与涂层的施工方式有关。

Alex Levinzon是输电组组长和CIGRE以色列国家委员 会主席, 他将Alon Tabor的这种情况视为很好的例子, 展示IECo如何以积累的运行经验为基础修正其维护 手段。他说, “关键的目标是基于新技术和我们不断增 加的现场经验调整过去的做法。这就是我们如何能够 成功降低成本, 同时仍然保持客户要求的高可靠性。”Levinzon以本土新开发, 并已经在 以色列各地161kV和400kV线路上 运行的泄漏电流监测系统为例, 说 明IECo是如何在努力实现优化维护 计划的目标。据Levinzon介绍, 已经 证明了这些设备能成功地提醒工作 人员存在迫在眉睫的陶瓷绝缘子污 秽度过高的问题。计划在配置硅橡 胶绝缘子的线路上加装这样的设 备。Levinzon说, “我们已经发现, 被沙覆盖的硅橡胶绝缘子有时会丧 失憎水性和自洁能力, 在清晨发生闪 络, 特别是靠近海岸的地方。每当有 这样的危险或迫切需要清洗时, 这些 设备就会及时提醒我们。”
iecoreseearch IECo过去的研究中已经监测了重粉尘层对硅橡胶绝缘子憎水性的影响。 变电站 采用涂覆RTV涂层的复合套管抗击以色列变电站的污染 iecoreseearch

IECo过去的研究中已经监测了重粉尘层对硅橡胶绝缘子憎水性的影响。

 

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