分析聚氨酯材料作为绝缘直流套管的一种方法

　　根据某公司直流交叉口在运行过程中发生的放电事故，分析造成放电事故的原因，并使用电场计算软件检查该交叉点在绝缘层下的绝缘强度。流和直流电压。释绝缘材料的电阻率对DC套管的影响。此，认为在该放电事故中，选择电阻率小的聚氨酯绝缘材料是合理的。面波电抗器和直流滤波器共同形成高压直流换流站直流侧的直流谐波滤波电路，可以防止直流线路或直流电产生的硬波冲击波。流开关站进入阀厅，以便保护开关流量阀免受过压应力的损害；平滑波电抗器可以平滑直流电中的脉动，并且可以避免低功率向直流电的传输不连续。滑波电抗器限制了由电压快速变化引起的电流的变化率，从而降低了开关故障率，因此，平滑电抗器在换流站中起着重要的作用[1]。浸式平滑波反应堆主要由线圈，铁芯和油箱，壳体，冷却系统等组成。管是将平滑反应器的内部电线从燃料箱向外引导的电气部件，它不仅使电线与地面隔离，而且具有固定电线的功能。年来，随着电压水平的提高和新材料的应用，交流电压下的交叉和连续极性的反转产生的电场分布不同。同的绝缘材料用于产生不同的绝缘效果。确选择环形绝缘材料，不仅可以缩短设计时间，而且可以为新产品设计的验证计算和简化的生产工艺提供保证。直流电压的作用下，环氧树脂和纸张等电介质的绝缘特性与交流电压下的插座的绝缘特性明显不同。交流电压下，电场的强度分布取决于材料的介电常数。直流电压下，电场的强度分布取决于材料的电阻率，限制在电介质界面上的电荷对电场的分布影响更大。间的电荷对电场有很大的影响，这加剧了电场的异质性。此，合理选择直流套管绝缘材料是避免套管事故的重要因素[2]。年底到2011年中，在凤井转换站平滑电抗器母线侧直流交叉口发生异常现象。操作过程中，外壳伴有间歇性异常声音。
　　图1所示，在远红外检测器的观察下，发现伞盒外伞的绝缘裙板中间有明显的放电痕迹，如图1所示。环氧树脂，聚氨酯等材料制成，外部绝缘材料由复合硅橡胶套管制成，如图2套管的外形图所示。中，A是由下列材料制成的绝缘材料环氧树脂B是聚氨酯绝缘材料； C是玻璃纤维管； D是由硅橡胶制成的绝缘护套。了彻底分析故障原因并消除处理计划，2011年年中，停用了有故障的直流套管，并进行了交流测试，以检查内部绝缘是否的交叉口是否损坏，然后确定其他在行的类似交叉口是否安全可靠。样就可以安排其他在线运行的环网的后续安排。
　　1显示了停止使用的套管测试结果。表1中的CA测试结果可以看出，套管中的绝缘性能没有改变，并且电绝缘性能完好无损。么，套筒的硅橡胶护套放电的原因是什么？绝缘余量是否太小或套管的外部绝缘高度不足？还是聚氨酯绝缘性能不适用于套管的高压场？分析放电原因并决定分析拆卸情况。据表1中的测试数据，这表明DC套管具有良好的电气性能，并且套管芯没有损坏。是，是什么原因导致外部绝缘层放电？为了探究垃圾填埋场的实质，拆卸并检查了套管。卸后，发现套筒的导电棒和硅橡胶的内表面都有放电通道。了进一步分析，选择了在硅橡胶外表面具有针形白色放电点的两个位置进行径向衰减。图3所示，在聚氨酯材料的表面上存在与硅橡胶内表面上的针状放电点相对应的大面积树枝状放电，并且放电通道穿过杆导电，聚氨酯，玻璃纤维管连接到硅橡胶护套。离硅橡胶护套后，可以看出硅橡胶护套中的玻璃纤维管的内壁具有明显的烧蚀点，但未观察到树突放电痕迹。割玻璃纤维管后，可以看到玻璃纤维管的内壁被烧蚀，玻璃管中的聚氨酯表面有明显的放电痕迹，中心部分高​​度碳化并且周围有树突状放电。解。硅橡胶护套表面上的燃烧孔到外壳的导电杆，有多个径向破裂通道。硅橡胶护套和玻璃纤维管之间的界面上未发现树突状放电，表明两者在截止范围内粘附良好。
　　聚氨酯与玻璃纤维圆柱体之间的接触表面以及聚氨酯与导向杆之间的接触表面的树枝状放电最为严重。电棒表面上的放电点主要存在于铜端盖与电容器芯端相连的那一侧。与铜端盖相连的导向杆表面上也有单独的放电点。两个位置可以作为局部放电的起点。氨酯内部还存在树枝状放电。
　　硅橡胶护套表面上的两个针状放电点的深层剖析表明，套管内部聚氨酯表面上出现了树枝状放电。以上分析可以看出，聚氨酯材料是套管内部支流排出的原因，是套管外部局部排出的主要原因。这种衬套的运行性能可以看出，在凤井转换站项目中首次使用了填充有聚氨酯的干式CC衬套。缘材料和套管设计的类型尚未积累足够的操作经验和材料特性。且稳定性不清楚，特别是不能测量聚氨酯绝缘材料的电阻率。
　　氨酯套筒的电阻率仅仅是估计值。了进一步确认聚氨酯材料是事故的原因，电场计算软件用于验证的计算和分析。下文中，将使用电场计算软件ElecNet来定义聚氨酯的电导率的两个不同值，并计算箱在AC和DC电压下的绝缘电阻。一种情况定义了聚氨酯的电阻率：1.5×107Ω·cm；第二种情况定义了聚氨酯的电阻率：1.5×1012Ω·cm，其他参数与第一种情况相同。N：一系列六个脉冲电桥的数量，这些脉冲电桥将DC线的中性点连接到转换器外壳的整流器电桥。先，建立直流交叉模型，定义交叉电极并定义边界条件。这里，导体定义为高压电极，电极板定义为浮置电极，套管和法兰的端部屏蔽层，储罐接地，溶液顺序，最大网格尺寸控制值等。定义。

　　静态3D计算。2列出了A，B，C和D点的计算结果。2在不同聚氨酯绝缘材料值下，A，B，C和D不同点的绝缘强度比较。们在表2中可以看到，在交流电压下，直流套管的电压和电场强度不会随绝缘子电阻率的变化而变化。计算交流电压的过程中，将导体定义为高压电极，将电极板定义为浮置电极，将交叉端和屏蔽层的筛网和法兰，水箱设置为地球，解决方案的顺序已定义，最大网格尺寸的控制值等。里，使用ElecNet电场计算软件将电压达到规定值的开始时间设置为0min，负极性电压的持续时间为90min。后将电压从负极性反转为正极性，反相时间为1分钟，正极性时间为90分钟。后，正极性变为负极性，反转时间为1分钟，负极性时间为45分钟。4是反极性作用下的电压-时间对应曲线。用Transient 3D计算。算结果如图2所示。照图5和图5。6.在此，仅从负极性到正极性计算出环A，B，C和D的四个位置（见图1）。正到负的套筒定律是相同的，这里不再赘述。一种情况：聚氨酯的电阻率值小；第二种情况：聚氨酯的电阻率值大，聚氨酯的电阻率比第一种情况高5个数量级。图5、6、7和8中可以看出，在第一种情况下，A，B，C和D的每个点的电压值（绝对值）都小于A中的电压值（绝对值）。二种情况。施加的负极性电压达到5分钟时，在两种情况下电压均达到最高点。时，第一种情况的电压值是第二种情况的电压值的0.21倍。图9的第一种情况下，电场强度的值比在第二种情况下高得多，这是由于以下事实：环氧树脂在A点的电阻率远高于电阻率电场的强度分布取决于材料的电阻率，与电介质界面相连的电荷对电场的分布影响更大。荷不足以迅速减少，因此第一种情况下的电场强度很高。10、11和12是B，C和D点处的电场强度值。这三张图中，在第一种情况下，电场强度相对稳定，并且电压达到稳定时间为15至90分钟，极性相反。弯后的稳定时间为111-181分钟，这三个点的电场值稳定，没有波动；第二种情况下，A，B，C和D的每个点的电场强度都发生了变化在任何时候，特别是在极性相反的一分钟内，这种变化尤为重要。

　　电压的极性反转过程中，电荷在反转时尚未完全释放并迅速增加，从而导致施加的电场和空间电荷的电场叠加在电场强度不太高的情况下，在电场强度对离子转移容量和电阻率的影响较低的情况下，电位迅速增加。着电场强度的增加，离子迁移容量随着电场强度的增加而增加，这降低了电阻率。电场强度增加而使电介质接近破裂时，由于大量电子迁移，电阻率呈指数下降。果，聚氨酯的场强迅速增加并且迅速减小，特别是当电阻率值高时，电缆性能更加优异。据上述计算结果，选择电阻率小的聚氨酯绝缘材料是合理的。

　　缘材料会在直流电压和助焊剂的作用下，连续地向相应的电极提供离子，如果绝缘材料的电阻率选择不正确，则会引起放电和加热过程。艺不仅腐蚀金属，而且还加速聚合材料的分解，老化和降解。电性的提高，进而促进了材料的老化，包括机械性能的下降，绝缘材料本身的结构和组成，环境因素，电极材料和结构形状的变化。化学腐蚀过程。此，在连续电压下，发生的问题不仅限于电化学腐蚀，还包括直流树枝状电场累积时电场变化引起的一系列问题。

　　间电荷和电压极性切换。
　　上述计算结果可以推断出，在CC套管中，优选选择低电阻率的聚氨酯绝缘材料作为套管介质。理选择直流套管的绝缘材料，聚氨酯作为套管的绝缘材料，突出其优点并确保直流套管的安全可靠运行是一个问题。计师需要考虑。有利于提高换流变压器和波电抗器的安全性和可靠性以及直流输电系统的能量利用率。氨酯是否能够满足直流套管的绝缘性能要求还有待观察。

　　
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