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6KV电气设备绝缘防护检修方法及应用
马宏文王群峰刘银松
中石油兰州石化公司
摘要：
本文主要对6KV电气设备的绝缘老化损坏现象进行分析，对如何加强绝缘和提高防护水平进行研究，提出实用的解决方案，通过在电气设备上的应用，验证了提高6KV电气设备设备绝缘防护水平的实用性和可靠性。
关键字：绝缘，防护，短路故障
前言:
随着石化企业的发展，使其对电气设备绝缘防护的可靠性要求苛刻，尤其是6KV以上供电系统中，对电气设备的绝缘防护要求越来越高。6KV电气设备绝缘发生故障往往会导致设备跳闸、供电系统发生波动，进而造成化工装置停车和巨大的经济损失。因此如何避免和减少6KV电气设备绝缘防护问题，就必须对目前在用的6KV电气设备防护技术进行有效研究，提出实用的解决方案，形成可操作的检修方法，为装置的安全平稳运行提供可靠保障。
一、电气设备绝缘作用及影响
所谓绝缘就是使用不导电的物质将带电体隔离或包裹起来，以对触电、漏电起保护作用的一种安全措施。简单的说电气设备绝缘电阻的大小就是隔离电压的能力。防止电气设备短路和接地，既保证电气设备与线路的安全运行，又防止人身触电事故的发生。
绝缘击穿损坏的影响：
1）电气设备接地或相间短路，造成设备损坏
2）造成供电系统波动。6KV电气设备发生短路故障，将造成整个6KV供电系统发生电压波动，系统电压大幅降低，造成其他运行设备无法正常运行，生产装置停车或波动。
二、存在问题分析
（一）电气设备绝缘缺陷原因
电气设备在运行中需要绝缘体对其进行保护，绝缘材料在长期的运行过程中都会发生理化性质的改变，从而导致其机械和电气性能的下降。而6KV高压电气设备在实际的工作中工况复杂，导致绝缘老化的原因也就较为复杂，其主要是受到热作用、电作用、机械作用等负面影响的因素，这样就容易使得绝缘出现缺陷。
绝缘缺陷主要有以下两类：一种是集中性缺陷，如电缆在局部放电的情况下损坏。另一种是分布性缺陷，主要是指电气设备整体的绝缘性下降，如电气设备绝缘材料受潮、老化、机械损伤等。
这些缺陷都会导致绝缘体被击穿导致整个设备的损坏或者造成供电系统波动，因此高压电气设备的安全和寿命主要取决与其内部的绝缘体材料和性能。对绝缘体进行检测和评价就成为了评估设备运行寿命、安全系数等的主要依据。
通过对高压电气绝缘故障统计、对绝缘性能的分析，提前对电气设备做出必要的绝缘防护，能够提高电气设备的运行寿命，避免生产停车是非常重要的。
（二）电气设备绝缘故障统计分析：
从年至年12月，电仪事业部电气故障共计46起。其中6KV高压设备因绝缘问题导致的故障15起，占故障总数的32.6%。其中，电容器短路1起，高压电动机短路接地故障9起，6/10KV电缆短路5起。
从发生故障的设备及部位来看，主要有以下几类设备发生了相关故障：
1）6KV电容器短路故障：电容器柜母线室内分支母线支持瓷瓶处由于灰尘、潮湿造成放电短路。
2）高压电动机短路故障：电动机引线绝缘损害；接线盒绝缘子爬电、击穿；绝缘子表面脏污、潮湿，达不到绝缘要求。
3）6/10KV电缆短路：电机喇叭口处电缆绝缘有缺陷；电缆终端头应力锥处击穿短路；施工过程中电缆外皮划伤，长期压在电缆槽盒隔板上，电缆绝缘老化。
上述统计情况表明因电气设备绝缘损坏、防护不到位造成的故障多发，已经严重影响到电气设备的安全运行，无法保证生产装置安全生产。为此必须要对6KV高压电动机、电容器、电缆等易发生的故障电气设备采取必要措施，加以限制和消除。
三、加强绝缘防护检修工作思路
（一）对相关绝缘材料进行试验筛选。对常用绝缘材料性能进行试验，明确各种绝缘材料的适用范围，从而在绝缘防护过程中能够合理选用。
（二）对上述电气设备原有绝缘进行检查，消除失效部分，采用合适的绝缘材料对已有的绝缘层进行包缠添加，进行绝缘补强处理，提高现有电气设备绝缘水平。
（三）增加并采取防护措施，确保设备绝缘层减少因磨损造成损坏。
（四）进行必要的绝缘试验，检验电气设备绝缘加强和防护处理后的绝缘水平。
四、具体实施方案及标准
（一）筛选绝缘材料
根据6KV电气设备结构和运行工况，对常用的13种绝缘材料性能进行了试验，明确各种绝缘材料的适用范围，从而确保在绝缘防护过程中能够合理选用。绝缘材料性能及适用范围详见表1。
表1绝缘材料耐压、耐温性能（试验日期：.7.20-.7.29）
序号
材料名称
绝缘性能(单层击穿电压)
耐热性能
使用注意事项
厂家指标
试验数据
厂家指标（极限温度）
试验数据
开裂/变形
温度
一、低压
1
黑胶布
0.5KV
0.85KV
80℃
胶干
℃
2
塑料带
0.8KV
80℃
开裂
47℃
不宜拉伸过大，不拉伸。
3
塑料绝缘胶带
5KV
3.8KV
70℃
开裂
℃
4
热缩管（低压）
11.5KV
℃
变形
℃
二、高压
5
黄蜡绸布（带）
10KV
5.5KV
℃
变硬
℃
6
绝缘自粘带
4KV(拉伸)12.5KV(不拉伸)
75℃
开裂
50℃
不宜拉伸过大。
7
热缩管（高压）
25KV
℃
变形
℃
8
聚酯亚胺胶带
5KV
5.5KV
℃
变形
℃
9
聚氯乙烯玻璃纤维漆管（黄蜡管）
4KV
4.75KV
℃
不变形
℃
三、其他绝缘材料
10
电木板
50KV/cm
℃
冒烟
℃
注意隔离面积，防止边缘爬电
11
有机玻璃板
29KV/cm
90℃
变形
℃
12
平面密封胶
.57KV/cm
℃
熔化
℃
13
聚氨酯漆
1KV
熔化
80℃
（二）具体实施标准及应用实例
根据出现问题的6KV电气设备的类型和具体绝缘薄弱部位，通过分析研究、咨询厂家、查阅相关技术标准要求，对6KV电容器、电动机、电缆分别制定了相应的处理方案及实施标准。
1、6KV电容器加强绝缘实施标准
序号
检修项目
检修方法
标准
1
母线安装横平竖直
母线整形、重新安装
1.母线导横平竖直2.相间、对地（柜体）绝缘或隔离
2
导体绝缘
1.母线用热缩管或绝缘带包扎绝缘2.母线搭接处用绝缘带包扎或绝缘扣盒绝缘3.也可用有机玻璃板进行相间、对地隔离。
导体全部绝缘或相间、对地隔离
3
开关隔离
隔离开关三相间、相对地用有机玻璃板隔离绝缘
有机玻璃板固定牢固
4
绝缘子、绝缘支架
清扫干净，涂刷PRTV
均匀涂刷2遍，间隔两小时以上
应用实例(空分空压变电所电容器）：
2、6KV电动机加强绝缘实施标准
序号
检查部位
检查内容
检查标准
检查
方法
检修方法和注意事项
1
接
线
盒
接线盒上下盖内部、底部（电机内测）
1.接线盒内部无锈蚀，脏污。
目
视
检
查
内部清洁，除锈、除脏污。
2.接线盒防爆面无碰伤、划痕、缺损。
接线盒密封面平整、紧固，螺丝齐全。
电缆进线口
1.电缆在接线口处加强绝缘保护，防爆密封完好。
用电缆皮或胶带缠绕电缆在接线盒密封处，缠绕外径略大于密封口，两端能见到电缆皮，不填充防爆胶泥。
2.接线盒内定子引线、电缆进线及接线柱相色标识齐全正确。
用黄红绿三色油漆涂注相色。
3.电缆头绝缘无龟裂破损，无变色，无放电痕迹。
重新做电缆头。
2
导
电
体
定子引线
1.引线与接线柱压接牢固，银焊灌满，引线无断股。
2.引线不接触电动机铁芯、外壳，与铁芯、外壳接触时，在接触处加电缆外皮等绝缘物衬垫，防止磨损。
垫绝缘物使引线与电机体隔开，用玻璃丝管绑扎固定在机体上。
3.外层绝缘用玻璃丝套管、冷缩或热缩管，无龟裂破损。
1.剥除老化绝缘，用酒精清洗铜线；2.用热缩管热缩接线柱方形固定处至引线根部；3.损伤时更换引线。
4.引线绝缘处理热塑或冷缩到接线柱四方形固定处。
卡尺卷尺测量
带电体的爬电距离≥90mm。
5.接线柱四方部位在插入绝缘子前涂平面密封胶密封、绝缘
目
视
检
查
涂平面密封胶。
6.引线在电动机内部排列整齐，尽量固定。
排列整齐，无交叉，有固定点尽量固定。
电缆头
1.是否安装标准电缆头，如不是需重新制作安装标准电缆头
电缆头三叉头处部位要填充满
2.电缆头绝缘无龟裂破损，无发热变色或放电痕迹
重新做电缆头。
3.电缆头固定连接到接线柱上后对导体包扎绝缘
第一层用黄蜡绸带或亚胺带包扎，第二层用自粘带包扎，第三层用绝缘胶布包裹。根部（接线柱伸出绝缘子处）加强绝缘（可涂平面密封胶），不能露铜。
4.电缆头（引线）的接线鼻子规格尺寸符合电缆及接线柱尺寸要求，无裂纹、变形
更换接线鼻子。
电缆头与接线柱连接
无绝缘子连接时，引线接线鼻子与电缆鼻子连接处螺丝紧固，螺丝丝杆出螺帽2-3扣；连接处绝缘包扎。
电缆鼻子与引线鼻子连接紧固，无松动，导线不受力，用绝缘材料将连接头包扎绝缘、固定，不因震动磨损。
3
绝缘子
绝缘子
1.绝缘子无破损、裂纹，内外（接线盒内外部位）表面用清洁剂清洁。脏污时用砂纸打磨。
目
视
检
查
钼砂纸打磨，酒精擦洗，干燥，耐压合格。
2.绝缘子安装垫齐全，材质合适，无老化；绝缘子固定牢固。
配齐安装垫、固定牢固。
3.绝缘子涂刷PRTV。
涂PRTV
均匀涂抹，干燥两小时以上。
4.电缆线与绝缘子不接触，防止爬电距离不足
目视
检查
爬电距离≥90mm。
4
金属横担
金属横担
引线固定金属横担要绝缘包扎。
用胶皮、绝缘带等绝缘处理横担再固定电缆。
5
接地
接地检查
电缆头半导体层接地线安装规范，连接牢固
目视
检查
电缆头接地线用铜鼻子压接。
6
试验
定子线圈绝缘电阻
应大于UnMΩ。
兆欧表测试
3KV以下电动机使用0V兆欧表；3KV以上电动机使用采用0V兆欧表测量。
定子线圈
直流电阻
各相绕组直流电阻值差别小于最小值的2%；中性点未引出线间电阻差别小于1%。
双臂电桥测试
交流
耐压试验
试验电压：1.5Un。
耐压设备测试
直流
耐压试验
试验电压：2.5Un，泄漏电流20μA以下，相间泄漏电流差别小于最小值的%。
耐压设备测试
7
接线盒盖
盖接线盒盖
接线盒密封面涂3#锂基脂，防水。
涂抹3#锂基脂
均匀涂抹。
电缆接线盒口必须衬垫电缆外皮或热塑管、塑料带等包扎，外径略大于格兰内径，防爆格兰压紧零件齐全，不填充防爆胶泥。
目视
检查
压紧防爆格兰螺丝，电缆入口处无缝隙。
应用实例（乙烯装置JA丙烯塔回流泵）
处理前：
3、6KV电缆加强绝缘实施标准
序号
检查内容
检查标准
检修方法和注意事项
1
变电所内出线两段电缆是否分开桥架敷设
1.两段电缆是否分不同桥架敷设。
2.两段电缆在同一桥架敷设有隔板。
检查隔离板是否完好，缺失加5mm橡胶板隔离；无隔离措施靠在一起的两段电缆分开，中间加垫胶皮。
3.两段电缆在同一桥架敷设无隔板
无隔板两段电缆分开，中间加金属隔板
2
电缆
1.电缆没有架设在桥架金属突出部位、连接螺丝、金属隔板上。
放回桥架内，不能理顺的加橡胶板衬垫
2.电缆外皮无破损、划伤。
破损处用胶带缠绕包扎。
3.电缆在转弯、爬升、下降等受力部位，是否固定牢固。
破损处用热缩皮、电缆皮衬垫或用胶带缠绕包扎；受力部位衬胶皮垫后固定。
4.电缆及中间头标示清楚。
每根电缆及中间头挂机刻标牌
3
电缆保护管或固定卡子
1.在保护管入口、出口有衬垫。
垫胶皮。
2.电缆卡子固定部位有胶皮衬垫，固定紧，不松动。
垫胶皮、固定紧。
4
重点检查
变电所6KV出线口电缆隔离情况。
1.出口双通道2.两段分桥架敷设3.混放的用橡胶板隔离
应用实例
五、实施效果
至年，电仪事业部应用上述6KV电气设备绝缘防护检修方法对6KV高压设备进行了逐台检查，发现了大量问题：
（一）对台高压电动机进行了绝缘防护检查：发现问题电动机53台，其中引线问题电动机11台，接线柱问题电动机9台，绝缘子问题电动机5台，电缆头问题电动机25台，接线盒及其他问题电动机3台。
（二）对6KV及以上电缆绝缘防护检查，发现问题点处，个电缆中间头有59个绝缘护套收缩，13处电缆外皮破损，电缆外皮挤压变形处。
（三）对6KV电容器一次线路绝缘防护检查45台，发现问题1台。
应用6KV电气设备绝缘防护检修方法对6KV高压设备进行逐台检查，加强了6KV设备绝缘防护水平，电仪事业部至今再未发生过6KV电气设备由于绝缘防护问题导致的故障，取得了非常好的效果。
六、结束语
在6KV电气设备检修、维护和运行管理过程中必须认真对待电气设备绝缘的防护处理问题，通过大量的实例证明，6KV电气设备绝缘防护检修方法是一种有效、可靠的预防性检修方法，应用此方法可大大减少6KV电气设备绝缘损坏故障，提高6KV电气设备运行稳定性，值得进一步推广。
作者简介：
马宏文男兰州石化公司电仪事业部电气二车间主任高级工程师
参考文献：
[1]李家民，炼化设备手册，兰州大学出版社，8.4
[2]李金伴、陆一心，电气材料手册，化学工业出版社，6.1
[3]严璋、朱德恒，高电压绝缘技术，中国电力出版社，7.10
END
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