220kVGIS航空插頭及其外護套破損問題改進研究

陳正龍

摘要：本文介紹了220kV GIS航空插頭及其外護套存在破損或密封不嚴等問題，深入分析了外部環境、外護套材質、密封措施、電纜線管排布因素對航空插頭及其外護套運行情況的影響，創造性地提出了航空插頭及其外護套修復五步法，改善了波紋管外護套的耐腐蝕、耐彎曲及密封性能，延長了航空插頭的使用壽命，解決了其因腐蝕、破損和積水問題而引發的二次回路短路及直流系統接地等危及設備安全穩定運行的問題。運行實踐表明，通過修復五步法修復過的航空插頭及其外護套，運行狀況良好。

關鍵詞：航空插頭；外護套；積水；破損；修復

1 前言

500kV某變電站220kV GIS設備采用的是戶外GIS設備。自2013年初以來，直流系統頻繁報直流系統接地故障告警信號，并隨天氣好轉快速恢復正常。為了解決長期存在的直流系統接地問題，2013年10月，結合220kV設備全停的機會，對220kV GIS設備區域進行了一次全面排查，發現了220kV GIS航空插頭及其外護套的一系列問題。

2 航空插頭及其外護套存在的問題

通過全面排查，發現220kV GIS設備區域戶外航空插頭及其外護套存在如下問題：

1、二次電纜至航空插頭連接處無密封。設計及施工時未做好相應的密封措施，在其塑料波紋管外護套破損后，積水將直接進入航空插頭，小動物也可順著破損口進入到航空插頭內部。

2、航空插頭外護套銹蝕、破損。航空插頭外護套外部采用的是塑料材質，塑料波紋管由內、外兩層護套包裹中間的鐵鎧而組成，由于其塑料和鐵鎧質量較差，外護套腐蝕、老化和破損，已經起不到防護作用，如圖2所示。

3 航空插頭及其外護套存在問題的原因分析及對設備的影響

3.1、航空插頭及其外護套存在的問題對設備的影響

由于航空插頭內部包含了控制線、信號線等線路，是對GIS設備進行控制、監視的關鍵元件，因此航空插頭及其外護套存在的問題將對設備造成很大的影響。

1、降低航空插頭絕緣電阻值，導致直流系統故障。部分外護套與航空插頭連接處出現脫落、銹蝕等現象，嚴重的已經銹蝕至破損穿孔，這樣將導致外護套內積水嚴重，引起直流系統故障。

2、積水導致保護的誤動或拒動。外護套內的積水可能沿外護套倒灌至航空插頭內部，導致保護的誤動或拒動，引發電力事故事件。

3、小動物導致設備誤動。在外護套破損后，由于二次電纜至航空插頭之間沒有任何的密封措施，有壁虎、蜘蛛等小動物進入航空插頭，隨時可能導致設備誤動。

4、影響航空插頭的使用壽命。滲水將降低航空插頭絕緣電阻值、耐壓值，影響航空插頭的使用壽命，長期下去，甚至會引起航空插頭物理變形、腐蝕和裂紋，引起電擊穿。

3.2、航空插頭及其外護套存在問題的原因分析

針對上述情況，我們分析造成航空插頭進水及塑料波紋管外護套破損的原因。

1、外部環境惡劣。該站地處惠東沿海，臺風多、空氣含鹽分高，設備容易受到腐蝕損壞。航空插頭二次電纜外護套采用塑料波紋管，其工藝設計沒能滿足現場耐腐蝕、耐彎曲的要求，出現了不同程度的銹蝕、老化。

2、外護套材質差。外護套外部采用的塑料材質的波紋管，由于塑料波紋管外護套及包裹的鐵鎧材質差，在陽光下暴曬、雨水侵蝕下極易老化破損，雨水順著外護套破損位置進入航空插頭。

3、密封措施不嚴。二次電纜至航空插頭連接處是防止雨水、小動物進入的關鍵關口，在二次電纜外護套破損后，積水將直接進入航空插頭內部，甚至可能沿外護套倒灌至箱體。同時，足夠的空間、潮濕的環境給小動物提供了良好的生存環境，有壁虎等小動物進入航空插頭，嚴重影響了GIS設備的安全穩定運行。

4、電纜線管排布不合理。航空插頭的電纜線管排布不合理，電纜線盒安裝位置太高，造成雨水極易順著線管進入航空插頭內部，甚至沿外護套倒灌至箱體。

4.航空插頭及其外護套存在問題的解決措施

基于對上述航空插頭及其外護套存在問題的原因及對設備的影響的深入分析，我們根據現場的實際情況，創造性地提出了航空插頭及其外護套修復五步法，并對修復材料進行了嚴格的對比選擇。

4.1、修復材料的選擇

1、10kV電纜頭熱塑帶。為了解決外護套破損問題，經過研究，選擇具有耐高溫、耐曬、防水性能好的10kV電纜頭熱塑帶作為主外護套破損的修復材料。

2、結構膠。結構膠與傳統的玻璃膠對比，結構膠能承受更大的荷載、耐高溫、耐雨水、耐疲勞和耐腐蝕的優點更顯著，更具有優異的粘連性及密封性能。

3、PRTV防污閃涂料。PRTV防污閃涂料具有優良的憎水性和憎水遷移性，同時電氣絕緣性優良、耐酸、堿、鹽和強氧化腐蝕。在銹蝕、破損的地方，表面再涂一層PRTV，能更加有效達到脫水防腐防銹的效果。

4.2、航空插頭及其外護套修復五步法

第一步：積水排查，防水處理。對已經有積水的航空插頭、外護套以及其連接處進行排水、清理、烘干處理，初步確定其銹蝕、破損情況。

第二步：結構膠密封處理連接處。航空插頭接口處及二次電纜至航空插頭連接處縫隙小，容易發生滲水情況，該部位需要承受較大荷載，容易老化、疲勞，一旦有臺風等惡劣氣候時，極易受到腐蝕、破裂，因而必須采取密封措施。

第三步：外護套除銹防銹修復處理。

1）使用鋼絲刷清除外護套表面灰塵及銹跡，確保套管表面無污漬、水跡。

2）使用防銹劑對外護套表面進行噴涂，防止設備進一步生銹，為外護套提供第一層保護。

3）在外護套上破損處涂抹3M牌結構膠，為外護套提供第二層保護。

4）在已打完結構膠的外護套上刷一層PRTV防污閃涂料，防止外護套再次出現銹蝕現象，為外護套提供第三層保護。

第四步：熱縮套包裹修復破損管口?？紤]到某站容易受到臺風強降雨等惡劣氣候的襲擊，對二次電纜外護套和連接處的耐腐蝕、耐沖擊、耐磨損的性能提出了較高的要求，因而不再采用原來的塑料波紋管，而改用熱縮套進行修復處理。

1）在外護套上纏扎一層熱縮帶，起到密封外護套的作用，為外護套提供第四層保護。

2）使用熱風機對熱縮帶進行熱吹緊縮，使熱縮帶內層熱熔膠融化，將上下兩層熱縮帶粘合一起。

第五步：重新排布二次電纜走向。由于原二次電纜走向不合理，雨水極易沿線管倒灌至航空插頭，導致航空插頭進水。為此，我們對二次電纜走向重新排布，改進后的二次電纜走向，雨水能快速順著外護套往下流，避免雨水積聚到航空插頭。如圖3所示。

4.3、航空插頭及其外護套修復五步法實施效果：

經過5年的運行實踐證明，通過上述航空插頭及其外護套修復五步法的修復后，該站GIS設備運行正常，沒有再出現上述影響設備安全穩定運行的問題，取得了良好的實施效果。

5 結束語

本文根據220kV GIS設備航空插頭及其外護套存在破損或密封不嚴的問題作為研究課題，深入分析其原因并創新性地提出了航空插頭及其外護套修復五步法，有效地解決了GIS設備因類似情況造成的航空插頭進水及直流系統接地等一系列危及GIS設備安全穩定運行的問題。該成果獲廣東電網公司職工技術創新三等獎，并且已經應用到惠州供電局多個戶外HGIS/GIS設備上，并取得了很好的效果。

參考文獻：

[1] 220kV金屬封閉組合電器安裝使用說明書[M].北京. 北京宏達日新電機有限公司，2011.