圖1 DEHN HVI耐高壓絕緣引下線的構成
我們將傳統引下線、普通絕緣引下線以及DEHN HVI耐高壓絕緣引下線進行對比:
1)普通引下線沒有任何絕緣屏蔽措施,當雷電流經過引下線,因與臨近金屬設備隔離距離過近,會有雷電火花閃絡至金屬管線,金屬管線連接至機艙內的其他設備,造成設備的損壞。
2)普通絕緣引下線,內部導體包裹著一層絕緣層,閃絡現象可以得到緩解,但是因為絕緣層表面未做特殊處理,當雷電流流過引下線時,引下線表面會發生爬電現象,當距離電氣設備過近,也會存在雷電火花閃絡的風險。
3)DEHN HVI耐高壓絕緣引下線,包括三層結構,內部導體、絕緣層以及外表面的半導體層,當雷電流流過引下線時,引下線能夠把雷電流牢牢鎖在半導體層內部,保證不會有雷電火花閃絡的風險,給電氣設備的安全運行提供了安全保障。
圖2 引下線對比
對于具有等效隔離功能的DEHN HVI耐高壓絕緣引下線的實驗驗證,在IEC TS 62561-8(雷電防護系統組件——隔離LPS組件的要求)里有明確說明。最關鍵的兩項測試內容就是雷電流耐受能力以及等效隔離功能驗證[2]。
IEC 61400-24 風力發電機組雷電防護規定,除非風險分析有其他結論,否則所有子部件都應該按照LPL I(雷電防護等級)進行保護,LPL1是最高等級,意味著需要外部LPS必須耐受200kA、10/350μs的雷電流沖擊[3]。
這個測試按照下圖給出的測試布置來執行的。為了測試絕緣引下線的等效隔離距離而采用對比驗證裝置。這個對比驗證裝置使用了在一個2m×2m的接地網上方布置兩根交叉的金屬棒(導體直徑8±0.5mm、長度不小于2m),它們之間保證一個電氣距離Sc,接地網上的接地極的最小長度應該大于1.5m。對比驗證裝置與樣品之間的距離應至少保持2m。
圖3 DEHN HVI耐高壓絕緣引下線耐高壓及等效隔離距離功能測試
說明:
1.高壓脈沖發生器
2.高壓脈沖分壓器
3.沖擊測試裝置
4.對比驗證裝置
5.測試樣品(DEHN HVI耐高壓絕緣引下線)
圖4 樣品測試描述
說明:
1.DEHN HVI耐高壓絕緣引下線
2.金屬管
3.根據生產廠家的安裝說明進行連接(外表面等電位連接)
4.內導體
5.連接至高壓脈沖發生器
圖5 實驗室布置圖
圖6 實驗室測試過程
在這個對比實驗中,對比測試裝置之間的電氣距離Sc可以設置為生產廠家聲稱的DEHN HVI耐高壓絕緣引下線的等效隔離距離。使用脈沖電壓發生器模擬720kV,0.45/2.7μs的測試沖擊電壓,測試結果顯示對比驗證裝置之間發生了放電現象,而無任何沿面放電通過DEHN HVI耐高壓絕緣引下線(結果如下圖)。