北京凯宸电气设备有限公司,二十一年,凯宸只做封闭母线槽
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北京凯宸电气设备有限公司山东分公司
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风电母线

KCFW-风电母线
商品名称:风电母线
1、前言
 
风能做为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国所重视,风能发电前景十分广阔,预计未来很长一段时间都将保持高速发展。但因风电设备的发展趋势是大功率化,传输载流量越来越大,与此同时风电运营商又要求不断降低设备造价。
为满足上述需求,我公司在长期从事干式高压电流互感器(已将干式电流互感器电压等级提升至500kV)、干式高压穿墙套管及复合绝缘管形母线设计、生产、施工的基础上又开发出了铝管绝缘母线。为保证安装铝管绝缘母线后风力发电机能够摆动一定角度以适应风向变化,在风力发电机附近仍保留一段悬挂风能电缆,并把风能电缆下端接入塔顶接线箱,铝管绝缘母线沿风塔内壁连接塔顶接线箱和塔底接线箱,进而取代此区间的风能电缆。
 
2、产品特点 
2.1产品绝缘可靠、运行安全、使用寿命长
 
我公司生产的铝管绝缘母线基本原理是在刚性管形铝导体上包绕有机复合绝缘材料。导体上包绕层数根据工作电压的不同进行选取,在一定的包绕层数中间夹有铝箔(按设计要求),以组成一串同心圆柱电容器。设计时,应使两相邻铝箔(均压极板)间的绝缘层薄一些,使绝缘层具有较高的电气强度。确定合理的许用场强,从而计算出各层均压屏的径向及轴向尺寸,以便使径向及轴向电场分布比较均匀,每个绝缘层都起到均压保护作用,延长绝缘材料老化时间,同时还注意地屏与接地部分的配合。圆柱形电容形成后使每个绝缘层电 位由零屏、中间电容屏、地屏之间电位逐层降低至零电位。零屏、中间电容屏与地屏的端部呈阶梯状,使电力线在零屏、中间电容屏与地屏的端部之间均匀分布,这种绝缘结构不会因母线端部电力线过度集中造成母线端部绝缘层的过早老化而导致运行事故发生。
其具体绝缘结构如图1所示。

设计产品在考虑电气强度的同时,还应考虑机械强度、热作用、化学作用对产品的影响。
 图1在绝缘母线外部按A、B、C三相顺序分别热缩双层黄、绿、红三种颜色的热缩绝缘管,在绝缘母线端部和母线段与段之间利用上述绝缘热缩管采用特殊工艺对其进行密封防护。绝缘母线端部连接金具(导电线夹)也使用这种绝缘热缩管进行密封热缩保护,整段母线没有高压金属部件裸露在外面,从而达到全封闭效果。制作外绝缘的热缩管防辐射、耐腐蚀并能对内部绝缘起到有效地保护作用。
 
复合绝缘管形母线主绝缘材料可在-60℃~+110℃之间正常工作,有优良的电气性能和化学稳定性,阻燃、耐老化、使用寿命长。
 
上述处理方式使绝缘母线每相都是封闭屏蔽绝缘,内部无凝露产生,且消除了外界潮气、灰尘以及外物所引起的接地和相间短路故障,运行具有高度的可靠性,
不仅能应用在一般环境下的风力发电场,而 且也能应用在污秽、潮湿、盐雾较重的风力发电场。
2.2产品电流分布均匀、允许载流量大、电能损耗小 
由于绝缘母线导体采用的是管形结构,电流分布比其它结构的导体更均匀。在导体截面相同的情况下管形结构导体的集肤效应系数最小,因而与其它结构的导体相比管形导体电能损耗小。绝缘母线载流体为空心导体,散热条件也比较好。
2.3机械性能好、安装跨距大、抗短路能力强、免维护 
管形结构的金属导体机械性能高、抗弯性好,因此母线的允许跨距大、抗震能力强,在安装时可相应地减少支撑点。由于管形母线有如此优越的机械性能,所以它能承受较大的短路电流,当系统发生短路时管形母线不会因为短路电流产生的电动力而损坏。 
绝缘管形母线由于表面是零性绝缘,其在安装和架设上可以做到简单明了,加之其良好的机械强度和抗弯性可以做到较大的跨距(单根绝缘母线长度可达12m
),适用各种复杂场合铺设。铝管绝缘母线的机械性能好、安装跨距大。
根据风塔内的具体情况一般可以把铝管绝缘母线的跨距设计为4~6米,这样不但能减少很多支撑及固定装置,还能节约风塔内的空间,便于其它设备的安装和检修。本产品除了例行试验外基本达到了免维护。
2.4制造成本低
绝缘母线采用铝镁合金导体代替铜质导体,与相同载流量的风能电缆比较每米造价降低超过30%。
3、铝管绝缘母线安装方式
铝管绝缘母线需要解决两个问题:
 
问题一: 
由于铝管绝缘母线在风塔内是沿壁垂直地面铺设,且其固定支撑件比较少,在重力作用下易造成在固定点处径向产生摩擦(母线安装方式如图2所示)。母线长期在这种情况下运行有可能会撕裂抱箍处管母的外部绝缘热缩管,造成母线绝缘损坏而发生运行事故。
风塔内壁
此处受力很大 此处受力很大 母线受力方向 铝管绝缘母线 母线抱箍 母线支架
 
图2
 
解决方案:    
在铝管绝缘母线段与段之间的接头处和母线中间位置改变
其安装固定方式,如图3所示。


在铝管绝缘母线段与段接头处设计一个绝缘固定块。绝缘固定块选用两个强度较好的矩形复合绝缘材料组成,它们之间通过螺栓进行固定,再将整体直接固定在风塔内壁上,在每段铝管绝缘母线的中间位置有一个可以滑动的母线抱箍,可以随着母线的受力情况上下滑?。
北京凯宸电气设备有限公司技术中心
2015年12月14日

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