CN110086105A - 一种开关柜绝缘修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开关柜绝缘修复方法,包括以下步骤:(1)找到单位步长内电场变化最大的部位;(2)对气箱环氧表面进行清理及烘干;(3)采用绝缘膜对电场变化最大的部位进行遮蔽;先将绝缘底层材料喷涂于开关柜环氧表面未被绝缘膜遮蔽的部分;再将复合绝缘材料喷涂于绝缘底层材料表面;(4)将步骤(3)中绝缘膜去除,在电场变化最大部位喷涂半导电涂料;所述半导电涂料的厚度为0.18‑0.3mm;(5)对复合绝缘材料表面以及半导电涂料表面分别进行固化处理。本发明的开关柜绝缘修复方法具有良好的疏水自洁性能以及耐磨耐高温性,进而可提高其防污闪的持久性,延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电气安全技术,特别涉及一种开关柜绝缘修复方法。
背景技术
开关柜即为在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中,进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等。主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。
对于高压开关柜,目前,中石化6~10KV高压开关柜是使用极广、数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题,因而事故率比较高。在诸多性质的开关柜事故中,绝缘事故尤为突出,造成的后果也很严重。
特别是小车式开关柜,绝缘事故率更高,而且往往一台出现事故,直接对安全发电、供电造成影响,由此造成的经济损失会相当惨重。因此做好高压开关柜的维护管理,预防电气事故的发生以及事故发生后的正确处理等就显得尤为重要。
分析开关柜电气事故原因,绝缘薄弱与绝缘污闪为造成电气事故的较主要原因。其中,污闪是绝缘元件上的污秽物受到潮湿,形成了电解质薄膜,此时在电场作用下,泄漏电流相应就增加。在阴、雨、雾、雷等恶劣气象条件下常造成瓷瓶闪络接地短路等,使设备引发事故。
申请号为201710349642.6的中国发明专利公开了一种开关柜绝缘修复方法,依次包括以下步骤:1)电场仿真计算,2)气箱环氧表面清理,3)气箱环氧表面修复,4)半导电涂料喷涂,5)对绝缘修复材料表面加热并使表面固化,对半导电涂料表面加热并使表面固化。该专利根据电场计算的结果选择半导电涂料的配置方式;并通过涂覆防护涂料,在防护涂料表面喷洒改性粉体,提高了半绝缘开关柜防污闪能力,延长半绝缘环网柜的使用寿命,其更针对潮湿环境中开关柜的绝缘修复。
上述专利公开的开关柜绝缘修复方法,需同时涂覆防护涂料且在防护涂料表面喷洒改性粉体,以提高其防污闪能力。其防污闪能力以及防污闪的持久性仍然有待提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种开关柜绝缘修复方法,可有效避免因绝缘污闪引起的开关柜电气事故,具有较好的持久性。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种开关柜绝缘修复方法,包括以下步骤:
(1)计算开关柜中环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场分布,找到单位步长内电场变化最大的部位;
(2)对气箱环氧表面进行清理及烘干;
(3)采用绝缘膜对环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场变化最大的部位进行遮蔽;先将绝缘底层材料喷涂于开关柜环氧表面未被绝缘膜遮蔽的部分;再将复合绝缘材料喷涂于绝缘底层材料表面;
所述绝缘底层材料为疏水材料,所述绝缘底层材料的厚度为0.08-0.1mm;
所述复合绝缘材料包括以下重量份的原料制备获得:二氧化硅无机纳米颗粒3-5份、氧化锌无机纳米颗粒1-2份、聚酰胺酰亚胺绝缘树脂4-7份、聚四氟乙烯4-7份、氟碳树脂4-7份、分散剂1-2份和固化剂5-6份;所述复合绝缘材料的厚度为0.1-0.2mm;
(4)将步骤(3)中绝缘膜去除,在环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场变化最大部位喷涂半导电涂料;所述半导电涂料的厚度为0.18-0.3mm;
(5)对复合绝缘材料表面以及半导电涂料表面分别进行固化处理。
本发明的有益效果在于:
本申请步骤(3)中,设计喷涂疏水性的上述绝缘底层材料以及在绝缘底层材料上喷涂上述复合绝缘材料,一则,利用绝缘底层材料的疏水性能,可使环境中的水汽与气箱环氧表面形成较好的水隔离效果;二则,上述复合绝缘材料中,二氧化硅无机纳米颗粒与氧化锌无机纳米颗粒的添加,旨在获得较好的疏水性保持性能,同时,二氧化硅、氧化锌无机纳米颗粒与聚四氟乙烯发生化学键合,再与聚酰胺酰亚胺绝缘树脂、氟碳树脂作用,该复合绝缘材料固化后,可使其表面形成粗糙结构,该粗糙结构的水接触角大于140°,具有良好的疏水自洁性能,可依赖该疏水性能实现一定的自洁,有效避免因绝缘污闪引起的开关柜电气事故;同时还具有良好的耐磨耐高温性,进而可提高其防污闪的持久性,延长使用寿命。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式予 以说明。
本发明最关键的构思在于:设计喷涂疏水性的上述绝缘底层材料以及在绝缘底层材料上喷涂上述复合绝缘材料。
本发明提供的开关柜绝缘修复方法,包括以下步骤:
(1)计算开关柜中环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场分布,找到单位步长内电场变化最大的部位;
(2)对气箱环氧表面进行清理及烘干;
(3)采用绝缘膜对环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场变化最大的部位进行遮蔽;先将绝缘底层材料喷涂于开关柜环氧表面未被绝缘膜遮蔽的部分;再将复合绝缘材料喷涂于绝缘底层材料表面;
所述绝缘底层材料为疏水材料,所述绝缘底层材料的厚度为0.08-0.1mm;
所述复合绝缘材料包括以下重量份的原料制备获得:二氧化硅无机纳米颗粒3-5份、氧化锌无机纳米颗粒1-2份、聚酰胺酰亚胺绝缘树脂4-7份、聚四氟乙烯4-7份、氟碳树脂4-7份、分散剂1-2份和固化剂5-6份;所述复合绝缘材料的厚度为0.1-0.2mm;
(4)将步骤(3)中绝缘膜去除,在环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场变化最大部位喷涂半导电涂料;所述半导电涂料的厚度为0.18-0.3mm;
(5)对复合绝缘材料表面以及半导电涂料表面分别进行固化处理。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:
本申请步骤(3)中,设计喷涂疏水性的上述绝缘底层材料以及在绝缘底层材料上喷涂上述复合绝缘材料,一则,利用绝缘底层材料的疏水性能,可使环境中的水汽与气箱环氧表面形成较好的水隔离效果;二则,上述复合绝缘材料中,二氧化硅无机纳米颗粒与氧化锌无机纳米颗粒的添加,旨在获得较好的疏水性保持性能,同时,二氧化硅、氧化锌无机纳米颗粒与聚四氟乙烯发生化学键合,再与聚酰胺酰亚胺绝缘树脂、氟碳树脂作用,该复合绝缘材料固化后,可使其表面形成粗糙结构,该粗糙结构的水接触角大于140°,具有良好的疏水性能,可依赖该疏水性能实现一定的自洁,有效避免因绝缘污闪引起的开关柜电气事故;同时还具有良好的耐磨耐高温性,进而可提高其防污闪的持久性,延长使用寿命。
进一步的,所述绝缘底层材料的厚度为0.1mm,所述复合绝缘材料的厚度为0.16mm,所述半导电涂料的厚度为0.26mm。
进一步的,所述绝缘底层材料的厚度为0.09mm,所述复合绝缘材料的厚度为0.18mm,所述半导电涂料的厚度为0.27mm。
进一步的,所述复合绝缘材料由以下重量份的原料制备获得:二氧化硅无机纳米颗粒3-5份、氧化锌无机纳米颗粒1-2份、聚酰胺酰亚胺绝缘树脂4-7份、聚四氟乙烯4-7份、氟碳树脂4-7份、分散剂1-2份和固化剂5-6份。
进一步的,所述复合绝缘材料由以下重量份的原料制备获得:二氧化硅无机纳米颗粒3份、氧化锌无机纳米颗粒2份、聚酰胺酰亚胺绝缘树脂5份、聚四氟乙烯5份、氟碳树脂5份、分散剂1-2份和固化剂5-6份。
由上述描述可知,上述具体的绝缘底层材料、复合绝缘材料、半导电涂料的厚度为优选的厚度配合设计参数,可获得较好的防污闪性能。上述复合绝缘材料的具体配比设计分别为优选的组分配比设计,可获得较佳的疏水自洁性能。
本发明的实施例一为:
本实施例的开关柜绝缘修复方法,依次包括以下步骤:
(1)电场仿真计算:根据6~10kV开关柜环氧、母线、均压罩部分的模型,利用有限元软件的绘图功能建立开关柜对称面的简化仿真模型,计算开关柜中环氧、母线、均压罩的直接接触部分电场分布,找到单位步长内电场变化最大的部位,即电场畸变最严重的部位。
(2)气箱环氧表面清理:利用无纺布蘸取5mL无水乙醇溶剂擦洗环氧表面的附着物,并在环氧表面的无水乙醇溶剂完全干燥后,用砂纸从正面、侧面和背面打磨其表面,增加表面的粗糙度,使表面光泽度约为100,清理完成后,采用1000W~2000W的热风枪持续加热环氧表面约3min,以烘干表面。
(3)气箱环氧表面修复:采用PC塑料薄膜包裹环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场变化最大的部位;先将绝缘底层材料装入喷枪的罐内,用空气压缩机为喷枪加压,调节内压为0.4~0.6MPa,将其喷涂于开关柜环氧表面未被绝缘膜遮蔽的部分;再将复合绝缘材料装入喷枪的罐内,用空气压缩机为喷枪加压,调节内压为0.4~0.6MPa,将其喷涂于绝缘底层材料表面;所述绝缘底层材料为疏水材料,控制所述绝缘底层材料的厚度为0.08mm;所述复合绝缘材料包括以下重量份的原料制备获得:二氧化硅无机纳米颗粒3份、氧化锌无机纳米颗粒1份、聚酰胺酰亚胺绝缘树脂4份、聚四氟乙烯4份、氟碳树脂4份、分散剂1份和固化剂5份;控制所述复合绝缘材料的厚度为0.1mm。
(4)半导电涂料喷涂:将步骤(3)中包裹的塑料薄膜拆除;在另一喷枪罐内装入半导电涂料,采用与步骤(3)相同的空气压缩机为喷枪加压,调节内压为0.4~0.6MPa,用喷枪向环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场变化最大的部位,即步骤(3)采用包裹薄膜方法预留的部位,喷涂半导电涂料,获得喷涂厚度为0.18mm的半导电涂料。
(5)用步骤(2)所述的热风枪距离复合绝缘材料表面约10cm的位置对其持续加热10min,使其表面固化;再用上述热风枪,在距离半导电涂料表面约5cm的位置对其持续加热15min,使其表面固化;待以上两种涂料表面固化后即可恢复供电。
本实施例中的半导电涂料可选择现有技术中的半导电涂料,例如通过市购获得。
绝缘底层材料可选择现有技术中的疏水材料,例如通过市购获得。
复合绝缘材料的具体制备方法为:按照各原料的重量份比,将二氧化硅无机纳米颗粒、氧化锌无机纳米颗粒、聚四氟乙烯和分散剂混合,然后将混合后的混合原料进行研磨(研磨时间可根据实际情况进行调整,例如1.5-2h),使其充分分散;然后向混合后的混合原料中缓慢加入聚酰胺酰亚胺绝缘树脂和氟碳树脂,然后继续进行研磨,例如,根据情况可研磨2.5-3h;最后加入固化剂,充分混合后获得所述复合绝缘材料。
经检测,本实施例的复合绝缘材料固化后的表面水接触角为141°(采用水接触角测试仪进行测试)。
本发明的实施例二为:
本实施例的开关柜绝缘修复方法,仅步骤(3)中的“先将绝缘底层材料装入喷枪的罐内,用空气压缩机为喷枪加压,调节内压为0.4~0.6MPa,将其喷涂于开关柜环氧表面未被绝缘膜遮蔽的部分;再将复合绝缘材料装入喷枪的罐内,用空气压缩机为喷枪加压,调节内压为0.4~0.6MPa,将其喷涂于绝缘底层材料表面;所述绝缘底层材料为疏水材料,控制所述绝缘底层材料的厚度为0.1mm;所述复合绝缘材料包括以下重量份的原料制备获得:二氧化硅无机纳米颗粒5份、氧化锌无机纳米颗粒2份、聚酰胺酰亚胺绝缘树脂7份、聚四氟乙烯7份、氟碳树脂7份、分散剂2份和固化剂6份;控制所述复合绝缘材料的厚度为0.2mm”以及步骤(4)中的“获得喷涂厚度为0.3mm的半导电涂料”,与实施例一不同,其他均与实施例一相同。
经检测,本实施例的复合绝缘材料固化后的表面水接触角为145°。
本发明的实施例三为:
本实施例的开关柜绝缘修复方法,仅步骤(3)中的“先将绝缘底层材料装入喷枪的罐内,用空气压缩机为喷枪加压,调节内压为0.4~0.6MPa,将其喷涂于开关柜环氧表面未被绝缘膜遮蔽的部分;再将复合绝缘材料装入喷枪的罐内,用空气压缩机为喷枪加压,调节内压为0.4~0.6MPa,将其喷涂于绝缘底层材料表面;所述绝缘底层材料为疏水材料,控制所述绝缘底层材料的厚度为0.09mm;所述复合绝缘材料包括以下重量份的原料制备获得:二氧化硅无机纳米颗粒4份、氧化锌无机纳米颗粒1.5份、聚酰胺酰亚胺绝缘树脂6份、聚四氟乙烯6份、氟碳树脂6份、分散剂1.5份和固化剂5.5份;控制所述复合绝缘材料的厚度为0.15mm”以及步骤(4)中的“获得喷涂厚度为0.24mm的半导电涂料”与实施例一不同,其他均与实施例一相同。
经检测,本实施例的复合绝缘材料固化后的表面水接触角为148°。
综上所述,本发明提供的开关柜绝缘修复方法具有良好的疏水自洁性能以及耐磨耐高温性,进而可提高其防污闪的持久性,延长使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利 用本发明说明书内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域, 均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种开关柜绝缘修复方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)计算开关柜中环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场分布,找到单位步长内电场变化最大的部位;
(2)对气箱环氧表面进行清理及烘干;
(3)采用绝缘膜对环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场变化最大的部位进行遮蔽;先将绝缘底层材料喷涂于开关柜环氧表面未被绝缘膜遮蔽的部分;再将复合绝缘材料喷涂于绝缘底层材料表面;
所述绝缘底层材料为疏水材料,所述绝缘底层材料的厚度为0.08-0.1mm;
所述复合绝缘材料包括以下重量份的原料制备获得:二氧化硅无机纳米颗粒3-5份、氧化锌无机纳米颗粒1-2份、聚酰胺酰亚胺绝缘树脂4-7份、聚四氟乙烯4-7份、氟碳树脂4-7份、分散剂1-2份和固化剂5-6份;所述复合绝缘材料的厚度为0.1-0.2mm;
(4)将步骤(3)中绝缘膜去除,在环氧表面、母线和均压罩直接接触部分的电场变化最大部位喷涂半导电涂料;所述半导电涂料的厚度为0.18-0.3mm;
(5)对复合绝缘材料表面以及半导电涂料表面分别进行固化处理。
2.根据权利要求1所述的开关柜绝缘修复方法,其特征是在于,所述绝缘底层材料的厚度为0.1mm,所述复合绝缘材料的厚度为0.16mm,所述半导电涂料的厚度为0.26mm。
3.根据权利要求1所述的开关柜绝缘修复方法,其特征在于,所述绝缘底层材料的厚度为0.09mm,所述复合绝缘材料的厚度为0.18mm,所述半导电涂料的厚度为0.27mm。
4.根据权利要求1所述的开关柜绝缘修复方法,其特征在于,所述复合绝缘材料由以下重量份的原料制备获得:二氧化硅无机纳米颗粒3-5份、氧化锌无机纳米颗粒1-2份、聚酰胺酰亚胺绝缘树脂4-7份、聚四氟乙烯4-7份、氟碳树脂4-7份、分散剂1-2份和固化剂5-6份。
5.根据权利要求1所述的开关柜绝缘修复方法,其特征在于,所述复合绝缘材料由以下重量份的原料制备获得:二氧化硅无机纳米颗粒3份、氧化锌无机纳米颗粒2份、聚酰胺酰亚胺绝缘树脂5份、聚四氟乙烯5份、氟碳树脂5份、分散剂1-2份和固化剂5-6份。
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