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灭弧室外绝缘被击穿的原因分析

发布日期: 2015-08-03

  环氧树脂浇注的真空灭弧室外绝缘一旦出现击穿现象,灭弧室能承受的工频耐压值将低于未浇注前的耐压值,而且具有较大的分散性。如12kV某型号的一只真空灭弧室,未浇注前在空气中工频电压达到42kV(外绝缘水平),浇注后达到55kV,击穿后只达到20kV。浇注后真空灭弧室的击穿一般都由真空灭弧室动端或静端封接环沿瓷壳表面对屏蔽罩至触头间的击穿,这一部位也正是真空灭弧室内电场较集中的地方,即真空灭弧室内部绝缘比较薄弱的环节。

  固封极柱的形成方式根据生产工艺的不同大致可分为三类:(1)真空灭弧室外表面经底涂液处理后先在高温下包封硅橡胶,然后用硅橡胶浇在模具内高压浇注成极柱;(2)真空灭弧室与按一定比例混合并除气的环氧树脂、固化剂和填充材料在高温模具内加压直接形成固封极柱;(3)经底涂液处理的真空灭弧室或经硅橡胶包封的真空灭弧室在环氧树脂绝缘筒内常温常压浇入经真空除气处理的环氧树脂固化成极柱。

  击穿的主要原因大致有以下几种:(1)形成极柱前真空灭弧室瓷壳外表面局部未处理干净;(2)环氧树脂(或硅橡胶过渡层)与真空灭弧室瓷壳外表面粘接质量不好形成气隙;(3)环氧树脂浇注过程中在瓷壳表面产生气泡;(4)由于环氧树脂与真空灭弧室陶瓷外壳和不锈钢或无氧铜封接环的线性膨胀率的不同,使残余应力增大而造成浇注的界面上发生剥离和裂纹。以上这些浇注缺陷在高压交变电场下就像一个电容,电荷累积到一定程度会因局部放电现象发生雪崩式的击穿而使外绝缘受到破坏(这种击穿不是因为灭弧室真空度下降而引起的)。这种绝缘击穿一般是不可逆转的,击穿一旦发生,将造成整个固封极柱的报废,损失较大。而在运行中发生击穿,将会造成较大的绝缘事故。

  目前能够浇注固封极柱的厂家较多,从现代化的流水作业到小作坊式的手工操作,工艺方式不尽相同。但无论是哪种工艺形成的固封极柱,对绝缘击穿的影响,主要是各个界面的结合强度及气泡的数量和大小。虽然是真空浇铸(原料抽真空),但由于灭弧室外表面形状、是否带釉及污秽程度等因素的影响,也会存在浇铸缺陷(气孔)。因此,作为固封极柱的制造厂家,检验的最好方法就是100%作局部放电试验,满足要求的产品不会发生绝缘击穿。