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静电除尘器用瓷绝缘子的使用与维护

瓷绝缘子是建立和维持电除尘器高压电场的关键部件,其工作环境较为恶劣,这一方面为绝缘子提出了较高的要求,同时,另一方面对如何正确使用和维护瓷绝缘子,也是值得我们认真思考的一个问题。
 

 电除尘器用瓷绝缘子的故障分析

  根据瓷绝缘子的特性分析,瓷绝缘子在电除尘器运行中的常见故障和预防措施如下:

2.1瓷绝缘子的特性

  2.1.1瓷绝缘子产品在常温下具有良好的电气性能和机械性能,其电阻率一般为1×1011—1×1012Ω

  2.1.2硬度高、性脆,HRA≥80,没有曲服性。

  2.1.3 导热率差(热传导性差)

  2.1.4 随着温度升高,体积电阻率下降(随配方不同而下降速度不同),这是因为碱金属离子,表面自由电子温升活跃。95瓷较好,因95瓷使用熔剂较少,如常温--300℃时,由9×1011Ω降为2×108Ω ,降低了4.5万倍,而65瓷则由2×1011Ω降为1×106Ω,降低了20万倍。降低后,二者还是相差200倍。也就是说随着环境温度的升高,瓷绝缘子的绝缘电阻下降。当温度达到一定的数值时,呈陡坡下降趋势。

     2.1.5 与其它绝缘子相比,机械强度高(如转轴扭距≥200N﹒m,瓷套承重(斜率≤8°)≥1000KN,支柱绝缘子≥50KN,95瓷的强度更高)。

  能在较高的温度下工作(包括50瓷,最高使用温度应≤300℃,95瓷≤500℃)。

  2.1.7 热膨胀系数,95瓷为5.5×10-6—7.5 ×10-6,50瓷及普瓷5×10-6—6×10-6,随着温度增高,膨胀系数加大。

2.2 产品设计时应考虑的因素

  依据电除尘器用绝缘子的使用环境不同,除按普通高压高强度电瓷的设计原则设计配方外,必须根据其使用特点着重从以下几个方面考虑:

  2.2.1 因使用环境温度较高,防止热击穿,在配方中应将碱性金属氧化物降到尽可能低的比例;

  2.2.2 若机械负荷特别高,冲击力特别大,或是冶金、化工行业温度高于300℃ ,应采用95氧化铝刚玉瓷,如大扭距瓷转轴,拉棒及振打棒,或长期使用温度300℃ 以上的瓷套(承压绝缘子)等。

  2.2.3对于承载较大的绝缘子,其锥角最好不要超过6°,因为角度愈大,承压值越低,如Φ460的直形绝缘子可承受200吨压力,而锥度角8°时,其承受压力只有118吨;

  2.2.4产品选型时按照额定电压等级,使用温度的要求,参照标准JB/T6746.1选型设计,留有余地,以免环境变化引起电压波动。本系列产品因受空间影响,设计余量一般较小,这里点应引起特别注意。

3 瓷绝缘子在使用过程中常见的故障

  运行中常见的故障有以下几种。

3.1承压瓷绝缘子炸裂,有上下直裂,不规则型炸裂或许多小块,但一般都不垮蹋,仍支承着框架;

3.2绝缘子表面(特别是内表面)击穿或被电孤烧伤,绝缘性能下降,电压上不去;

3.3既没有炸裂、也没有电弧烧伤、击穿,电压上不去。

4、产生故障的原因分析

  首先应清楚地认识到绝缘子的炸裂不是因为绝缘子的机械强度不够造成的。以承压绝缘子瓷套为例,它承压为100吨(标准为50吨)以上,而它支撑的阴极框架分配的该绝缘子的重量只有10吨多,况且炸裂后还支撑着框架,说明炸裂不是机械负荷所致。通过对电除尘器用瓷绝缘子的长期研究和试验,并且多次与相关的设计单位、制造厂家以及使用单位进行广泛的交流,其故障95%以上都属于热炸裂。就其热炸裂的几种原因分别说明一下:

  4.1.1 瓷绝缘子表面(特别是内表面)污染。在点火初期,燃油因温度低而燃烧不完全,尤其在正压下凝聚在瓷套的表面,使一些导电粉尘(特别是炭黑,我们对被炭黑污染的瓷表面测量其电阻仅为0.4MΩ,而未被污染的部分则为10000 MΩ以上)牢固的粘附在瓷套的表面,降低了绝缘子的绝缘性能,产生以下现象:

  4.1.1.1 瓷绝缘子表面开始导电,产生电流做功:以上述瓷套为例,若其二次电压为60000V,根据P=U2/R,可以得出P=9000W,也就是说,该瓷套就相当于一个9000W的电炉在工作、在发热,这是比较严重的现象。

  所产生的热量直接导致绝缘子温度的升高,而瓷体温度的升高又会使其绝缘电阻下降,泄漏电流加大,产生更大的功率,进而产生更高的温度,形成恶性循环。最终导致绝缘子迅速老化,甚至膨胀炸裂。例如:2005年11月,广东旺隆电厂,两台电除尘器分别使用了两个生产厂家的产品,每台使用48只,均不同程度地出现了炸裂故障,我公司的产品炸裂22只,另外一个厂家的炸裂36只。通过对瓷套的仔细察看,其内表面污染严重,炭黑,油污牢固地粘贴在其内表面。另如:2000年7月,安徽维尼纶总厂自备电厂,电除尘运行不到一天,共36只承压绝缘子全部炸裂。通过现场察看,所有瓷绝缘子外表面几乎看不到原来的白色,均变成了黄褐色,通过对其表面绝缘电阻的测量,其阻值几乎为0。

  4.1.1.2 瓷套表面绝缘电阻的下降,也会产生频繁闪烁,甚至形成电弧放电,电弧的温度高达数千度,高温使瓷套放电部位的温度急剧升高,瓷体膨胀,其它部位因绝缘子导热性能差而产生瓷体膨胀差,从而造成绝缘子炸裂。


  4.1.2 绝缘子受热不均匀产生的炸裂。电弧是导致绝缘子受热不均匀的一种情况,也有其它原因产生的温度不均匀而炸裂。如加热器离绝缘子太近,使接近加热器的瓷体部位温度较高,其它部位的温度则较低,从而引起绝缘子炸裂。

  4.1.3急剧升温和使绝缘子表里温差太大,产生内外膨胀尺寸不一而出现炸裂。

4.2 绝缘子表面击穿、电弧烧伤,绝缘性能下降,电压上不去。

  绝缘子表面击穿、电弧烧伤都是因为瓷体表面被污染的缘故。出现了上述情况,绝缘子的电气性能必定下降,则导致电压上不去。

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