热缩材料在变电站中的应用

辐射交联热缩材料（简称热缩材料）是近年来新兴的一种绝缘材料。介绍了热缩材料的种类、技术性能及其在变电站中的应用情况，指出选用高质量的热缩材料将大大提高变电站的绝缘防护水平。

近年来，随着工业的不断发展，环境污染的日益严重，对变电站的绝缘防护要求不断提高，特别是老变电站的绝缘防护日显重要。实际上，变电站中污闪、凝露闪络、覆冰跳闸、小动物短路、裸母排电人事故时有发生，因此，选择使用高质量的绝缘材料对电力系统的安全运行具有重大意义。

本文旨在介绍热缩材料与变电站相关的技术参数以及它可为变电站解决的一些实际问题，阐述辐射交联热缩材料在变电站中的应用，为电力系统提供一种全新的绝缘防护手段和新型的绝缘材料。

1．      热缩材料的种类

用于变电站的热缩材料有母排绝缘热缩套管（MPG）、复合绝缘热缩带（FJRD）、绝缘防防罩、电缆终端头以及爬距增长器等。

MPG以优异的绝缘性能、良好的工艺特性用于变电站汇流母线的绝缘防护。

FJRD即复合热缩绝缘包覆带，其结构由热缩层和低熔点高聚物的粘接层组成，在加热时，外层收缩、内层熔融，从而使被防护带电体实现密封、绝缘一体化。它用于老变电站相间距不足、污闪及覆冰严重又不易实施绝缘处理的地方。绝缘防护盒用于连接处的绝缘防护，以及柜上隔离开关、油断路器等特殊接点防护。

电缆终端头性能优越，安装简便快捷，不需要**设备和技术，被广泛应用在电力系统中，成为电力电缆附件的较新发展方向。

爬距增长器用于解决由于污秽等级的提高造成的污秽闪络问题。一般说来，只要在原支柱绝缘子或瓷瓶上热缩相应尺寸的伞裙即可解决这些问题。

2．      技术性能

（1）    热缩材料用于变电站汇流母线，不会影响母排的温升

西安高压*对热缩材料在开关柜中应用1000A的温升实验证明：在用热缩材料（MPG和FJRD）包覆汇流母排后，在测温点相同的条件下，基本不影响温升。在这方面，ABB公司、美国GE公司、德国西门子公司、美国西屋电气公司，都在其热缩材料应用上为我们做出了较具说服力的实际应用技术例证。因此，热缩材料对变电站母排的绝缘防护不会影响其温升，不会降低母排的载流量。

（2）    热缩材料的技术参数

变电站用热缩材料的击穿强度、工频耐压、雷电冲击和动热稳定参数，如表1。

表1   变电站用热缩材料的技术参数

注：这些数据均取自西安高压电器*测试报告（93）-200、（94）-188

（3）    热缩材料的阻燃性能

在电力系统中，户内所选项用的绝缘材料均要求阻燃。用于变电站绝缘防护的热缩材料以橡塑共混高聚物为主体，添加性能优异的阻燃剂、经实验测定其氧指数为32，具有很好的离火自熄性。可满足电力系统的阻燃要求。

（4）    热缩材料的耐老化性能

电力系统的供用电设备需具有长期运行的**性，因此，辐射交联热缩材料以其追赶其它材料的**性能为国外电力系统广泛应用。我们知道，从热缩原理、热收缩的性质及微观本质上来看，源于内部网络的交联结构，正是由于这种原因，热缩材料的**性能优于其它绝缘材料。上海电缆所对长春热缩材料股份有限公司产品所做的加速老化实验表明，该材料热老化寿命可达20年，该公司1984年在电力系统使用的热缩端头已安全运行13年，在人造卫星上应用的聚烯烃热缩材料至今已正常运行21年。

（5）    变电站**热缩材料的耐温性能

热缩材料因其具有特殊的微观本质，经158±2℃、168h热老化实验后，性能无大变化（对变电站**系列热缩材料而言）。一般说来，变电站母排的极限工作温度为70℃。因此，变电站**热缩材料可以满足变电站运行对其耐温特性的要求。

3．     应用情况

上面我们阐述了热缩材料的电气、物化特性，这种新材料应用于变电站绝缘防护可以解决许多实际问题。

（1）    有效地杜绝变电站普遍存在的小动物短路故障

长期以来，变电站中小动物短路故障、异物搭接引发的电气事故一直困扰着供电系统技术人员。对变电站的开关柜及汇流母排实施热缩绝缘防护后，使原来的带电导体具有了高质量的绝缘特性，因此，即使由于防护不严而有小动物进入变电站，也不会发生因小动物短路而造成跳闸或燃烧。使用热缩材料绝缘后，10KV开关柜母排电气距离上裸母排相距125mm降到6mm，从而可使开关柜尺寸大缩小，降低开关柜成本，减小占地面积及土建投资。

（2）    防止污闪、凝露闪络、覆冰等跳闸事故

由于环境污染的日益加重，愈来愈多的变电站污秽等级提高，而使老变电站故障率增加。因此，对主母线及柜内分支母线实施绝缘防护，对原有支柱绝缘子加入爬电增长器，就成了对老变电站进行全工况改造的有效方法。用这种方法，我们已对福建石狮的220KV山兜变电站、漳州地区的常山变电站进行了改造，并拟对牡丹江莲花水电站临时发电主变低压部分相间不足进行改造。高温地区水电站的变电系统，由于相对湿度大，也存在因凝露闪络而导致跳闸事故的问题。东北严寒地区冬天气温可达-45℃，也可能因覆冰造成绝缘子放电，采用热缩绝缘防护可以解决这些问题。

（3）    有效防止带电裸排所造成的人身伤亡事故

在老式变电站中，由于开关柜母排及汇流排均没有实施绝缘防护，发生过检修人员被带电体伤害的事故。用热缩材料对变电站主母线、分支母线及接头部分实施绝缘防护，可消除这种危险，我们对金陵石化的一个变电站所做的改造便是针对这样的事故进行的。在上海石洞口电厂对低压配电屏中三相四线的母线排也进行了局部绝缘处理。

（4）    防止盐雾及有害化学气体对母线的的腐蚀

沿海地带的盐雾及重工业区的工业废气，对汇流母线有腐蚀作用。它除了降低母排载流量，还较易产生污秽导电通道，从而导致污闪。热缩材料具有较好的耐酸碱性，可有效地解决这一问题。

（5）    爬距增长器用于解决支柱绝缘子爬距不足

变电站户外220、110、66、35KV电气装置上的绝缘子及户内汇流母排支柱绝缘子常常会因污秽严重不足，引起污闪。对此只需要将热缩型爬距增长器加于某一瓷裙，即可解决问题。石狮山兜变电站应用这一技术后，受到主管局**的一致**。经东北电力科学研究院测试，长春热缩的爬距增长器在110KV绝缘子上的实验结果见表2。

表2   爬距增长器实验结果

4. 结束语

综上所述，热缩材料用于变电站的绝缘防护，在技术上安全**，施工上简便易行，效益上一次技资长期受益。它达到了一次施工、综合防护、长期安全的目的，为新发展的无人值班（少人值守）变电站安全运行和高故障率的老变电站改造提供了一种有效的新方法。应用热缩材料目前已成为变电站提高绝缘防护水平的发展方向。