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绝缘垫块绝缘垫块异常老化的原因分析

2022/07/1699 作者:佚名
导读:通过一起干式铁心串联电抗器绝缘垫块异常老化的分析,发现了绝缘垫块堵塞绕组散热气道时受影响面积虽不大,但会引起绕组温升偏高,造成绝缘垫块异常老化。 绝缘垫块试验分析 电抗器故障后,提取了噪声等实测数据,并进行了现场分析。 该型号产品为电网公司常用规格,经型式试验噪声合格,投运后曾测试一次噪声,声压级57.8dB,比标准(55dB)高了2.8dB。 由于标准规定的电抗器噪声为试验室数据,在电流波形、环

通过一起干式铁心串联电抗器绝缘垫块异常老化的分析,发现了绝缘垫块堵塞绕组散热气道时受影响面积虽不大,但会引起绕组温升偏高,造成绝缘垫块异常老化。

绝缘垫块试验分析

电抗器故障后,提取了噪声等实测数据,并进行了现场分析。 该型号产品为电网公司常用规格,经型式试验噪声合格,投运后曾测试一次噪声,声压级57.8dB,比标准(55dB)高了2.8dB。 由于标准规定的电抗器噪声为试验室数据,在电流波形、环境干扰等方面实际工况和试验室有较大差异,现场稍高噪声也是认可的。 运行人员发现噪声异常时,测得产品噪声达到71.1dB,跟往常比已有3dB 左右升高,已严重超标。说明电抗器内部可能发生结构松动,并可能影响了绝缘结构参数的稳定。

对该电抗器进行绝缘试验、绕组直流电阻测试和工频耐压等试验。测试结果表明,铁心对地绝缘良好,绕组直流电阻和出厂值对比仍在合格范围内。工频耐压试验结果显示,施加28kV 电压时,B、C相均有明显电晕放电声,A相则不明显,说明B、C相绕组对铁心绝缘已不完好,绝缘距离可能已发生改变。

为进一步查找产品结构松动情况,检查绕组辐向定位,发现A、B、C三相绕组均发生位移,B、C相达到6mm,A相位移为3mm,结合工频耐压分析可以判断B、C相绕组压紧结构松动已较严重。

绝缘垫块拆卸检查

拆卸上下垫块各一处,进行对比测试,测试结果表明,橡胶垫产生较大变形,上垫块比下垫块更加明显。特别是上垫块的橡胶垫端面极不规则,从留在端面的凹凸痕迹判断,上垫块的橡胶垫刚好堵住了一个气道口。

绝缘垫块浇注绕组的气道口分析

浇注绕组气道口主要受所使用模具的影响,调查发现该类型的干式铁心串联电抗器,其绕组一般具有一个或以上气道。 所使用的气道模具是一种组合模具,即由厚度15mm、宽度40mm、长度1200mm 的若干POM气道板组合而成。 为拔模方便,POM气道板和玻璃布套搭配使用,造成相邻气道口之间有0.5mm~1mm间隔,气道间隔的存在,将气道细分成若干截面为15mm×40mm的小气道,而端部绝缘垫块截面为80mm×50mm,二者截面积之比为1:6.66,可见气道口被绝缘垫块堵住的风险是客观存在的。

绝缘垫块垫块堵住气道口对温升的影响分析

温度是绝缘材料老化的关键影响因素之一,绝缘材料的温度和产品的温升密切相关,在产品电阻损耗(I2R)不变的情况下,上垫块堵住气道口将恶化局部区域的散热条件,从而对产品温升造成不利影响。

(1)对散热条件的影响。上垫块堵住气道口,使该细分气道的空气不参与对流,笔者把它称作“蓄热现象”。传统温升计算模型,都假设气道内空气对流带走热量,气道的功能是有效的,没有涉及“蓄热现象”,与此相关的研究几乎没有公开报导。

(2)对绕组温升的影响。对铁心串联电抗器CKSC-300/10-5,其绕组有个细分气道情况下,绕组温升达到 50.1K,而正常的A相平均温升是47.9K,温升差异达到2.2K,十分显著。 绝缘垫块堵塞绕组散热气道时受影响面积虽不大,但会引起绕组温升偏高,这种影响不可忽视。

(3)对气道口温升的影响。气道口温升差异反映了局部区域的对流散热效果差异。气道口堵住和不堵两种条件下,温升稳定后气道口处温度相差9.2K。分析温升试验过程数据可以看出,二者差异上升较快,大约经过2h,已达到9.0K 以上,说明气道的实际通风条件对气道口温升的影响十分显著。

绝缘垫块气道口温升对橡胶垫的影响分析

绝缘垫块由树脂垫块和橡胶垫两部分组成,紧贴气道口的是绝缘垫块的橡胶垫部分,经形貌检查发现除外形发生较大的伸缩变化外,橡胶垫表面也十分粗糙,并有孔洞和裂纹生成,老化现象十分明显。只选取橡胶垫进行重点分析。

(1)橡胶垫的热老化。合成橡胶实际使用过程中受光、氧、热和化学介质等外界因素的作用,将会发生一定程度的老化,使其性能劣化、制品使用寿命缩短。

(2)橡胶垫的选用。橡胶制品因老化而引起功能丧失的问题,常常与材料选择不当有关。绝缘垫块用橡胶垫的选用,要求材料必须具有耐热老化性、优良的电绝缘性以及弹性。合成橡胶品种繁多,根据产品使用条件,橡胶垫宜选用经补强的乙丙橡胶(EPR)。乙丙橡胶是由乙烯和丙烯共聚而得的二元聚合物(EPM)或由乙烯、丙烯和非共轭二烯单体共聚而得三元共聚物(EPDM)的总称,具有耐老化性、耐臭氧性、耐化学介质性、优良的电绝缘性以及弹性等,符合橡胶垫基本要求。

绝缘垫块橡胶垫老化对产品噪声的影响分析

橡胶垫老化时,先发生软化,受此影响依靠垫块来压紧绕组的定位结构发生松动,通电绕组在电磁力作用下渐渐偏离了原来所处的中心对称位置,压紧结构对绕组振动的抑制能力降低;此外,在铁心电磁振动和绕组振动共同作用下,铁心柱在紧固方面的缺陷如浇注质量不高、接触面粘接不牢等被放大,发生脱漆、接触面裂开、甚至错位,噪声随之增大。

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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