高压电缆垂直穿管顶端封堵装置研究与应用论文_王来源,任永刚,张博文,欧碧云

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摘要:本文主要针对户外高压电缆垂直穿管顶端现行封堵方式不足进行分析;为解决现行封堵方式不足设计一种新型封堵装置;介绍了新型封堵装置设计原理及特点,通过运用新型封堵装置可以提高户外高压电缆垂直穿管顶端封堵效果,并可实现降低封堵工作量和运维成本的目标。

关键词:新型封堵装置;高压电缆;垂直穿管

一、课题背景

变电站内高压电缆在户外设备上杆处与设备连接前需穿过垂直保护穿管(为了便于描述下文将垂直保护穿管简称为垂直穿管)。电缆垂直穿管现场示意如图一所示。为满足电缆弯曲半径和便于穿越,垂直穿管直径一般大于电缆直径的1.5倍,在垂直穿管顶端与电缆之间存在较大空隙。雨水、蚁虫、老鼠会从此空隙进入对电缆造成安全隐患,为避免雨水、蚁虫、老鼠会进入需要对垂直穿管顶端进行封堵。

图一电缆垂直穿管示意图

二、现行封堵问题

目前对户外电缆垂直穿管封堵是采用防火泥填充电缆与垂直穿管顶端之间空隙以实现封堵目的。防火泥处于户外环境受温度变化和风霜雨露影响易与老化脱落,密封效果难以持久。同时防火泥材料性能的特殊性也是导致封堵效果不良主要原因。

防火泥为非弹性可塑材料,电缆带电运行时工频震动使防火泥产生不可恢复形变;该形变使得电缆与防火泥之间存在缝隙,雨水及电缆凝露从缝隙进入后导致防火泥快速老化裂块,最终失去封堵效果。

运行于户外的电缆夏季其表层温度会达到70-80℃,而防火泥在55℃时发生软化,此时防火泥失去稳固性而下陷,受重力作用逐渐掉落而失去封堵效果。

由于防火泥容易受户外环境影响和电缆工频震动导致易于老化,以及夏季高温天气软化变形易于掉落,需要经常进行检查和对掉落的进行再次封堵,经过对某变电站高压电缆垂直穿管封堵维护平均次数及所用时间进行统计,每根高压电缆垂直穿管封堵封堵次数平均为2.4次。每次耗时平均30分钟;一年内多次维护工作增加变电站维护班组工作压力。

三、新型封堵装置

通过对电缆和垂直穿管相对位置和间隙形状进行分析,发现电缆与垂直穿管间隙为同心圆环,凡满足雨伞遮挡原理装置可满足封堵要求,因此新型封堵装置结构形式为伞裙结构,该伞裙由两部分组成,与电缆和垂直穿管紧密贴合直管和过度斜面,其设计示意图如图二所示;

1、装置材料;该封堵装置采用具有良好的防水、耐候、耐热性能尼龙材料(尼纶材料老化周期为5年)。其软化温度180℃,不因夏季电缆表层高温而软化掉落。同时尼龙材料机械强度大不会受电缆震动而产生形变能够保证长久的密封效果。

图二 新型封堵装置设计示意图

2、设计尺寸;为了达到严格密封效果并契合电缆及垂直穿管,该装置上直管部分内径等同电缆外径,下直管部分内径等同电缆穿管外径。

3、安装及固定;为使得该装置满足不停电安装采用剖开式安装方式;便于快速可靠固定采用抱箍固定方式,并在上下直管外侧加工便于抱箍固定的导引槽。

四、使用效果

在变电站对新型封堵装置进行安装使用和后期追踪观察,发现新型封堵装置具备更优良的封堵效果。

1、密封效果良好;新型装置所采用的伞裙结构在垂直穿管支持力和新型装置本身重力作用下,能够实现可靠封堵而不受重力掉落;所用尼纶材料高耐热和耐候性不受夏季电缆表层温度影响而保持良好封堵效果。

2、维护工作量少;封堵装置所采用坚实耐用尼纶材料和不锈钢抱箍,装置使用周期相比防火泥更长,参考尼纶材料老化周期可知新型封堵装置维护周期为5年一次,相当于0.2次每年;新型装置采用成品安装方式 ,在使用时直接组合安装,平均安装时间为3分钟,相比与防火泥封堵用时更为节约。

五、结论

新型封堵装置所采用封堵原理和所选用材料保证了该装置封堵良好功效与较长时效,与防火泥封堵方式相比有以下优点;

1、装置封堵时效长;与防火泥封堵方式单次耗时较长和年维护次数较多相比,采用新型封堵装置后,封堵周期延长,封堵可靠性提升。

2、经济性高;新型封堵装置可进行重复利用,相对于防火泥封堵方式更具有良好经济性。

参考文献

[1]苏树桐.高压电气设备绝缘在线监测技术浅析[J].机电信息,2011,30.

[2]盛慧.状态检修及绝缘在线监测系统的应用[J].城市建设理论研究,2011,13.

论文作者:王来源,任永刚,张博文,欧碧云

论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期

论文发表时间:2018/4/16

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高压电缆垂直穿管顶端封堵装置研究与应用论文_王来源,任永刚,张博文,欧碧云
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