图1 DEHN HVI耐高压绝缘引下线的构成
我们将传统引下线、普通绝缘引下线以及DEHN HVI耐高压绝缘引下线进行对比:
1)普通引下线没有任何绝缘屏蔽措施,当雷电流经过引下线,因与临近金属设备隔离距离过近,会有雷电火花闪络至金属管线,金属管线连接至机舱内的其他设备,造成设备的损坏。
2)普通绝缘引下线,内部导体包裹着一层绝缘层,闪络现象可以得到缓解,但是因为绝缘层表面未做特殊处理,当雷电流流过引下线时,引下线表面会发生爬电现象,当距离电气设备过近,也会存在雷电火花闪络的风险。
3)DEHN HVI耐高压绝缘引下线,包括三层结构,内部导体、绝缘层以及外表面的半导体层,当雷电流流过引下线时,引下线能够把雷电流牢牢锁在半导体层内部,保证不会有雷电火花闪络的风险,给电气设备的安全运行提供了安全保障。
图2 引下线对比
对于具有等效隔离功能的DEHN HVI耐高压绝缘引下线的实验验证,在IEC TS 62561-8(雷电防护系统组件——隔离LPS组件的要求)里有明确说明。最关键的两项测试内容就是雷电流耐受能力以及等效隔离功能验证[2]。
IEC 61400-24 风力发电机组雷电防护规定,除非风险分析有其他结论,否则所有子部件都应该按照LPL I(雷电防护等级)进行保护,LPL1是最高等级,意味着需要外部LPS必须耐受200kA、10/350μs的雷电流冲击[3]。
这个测试按照下图给出的测试布置来执行的。为了测试绝缘引下线的等效隔离距离而采用对比验证装置。这个对比验证装置使用了在一个2m×2m的接地网上方布置两根交叉的金属棒(导体直径8±0.5mm、长度不小于2m),它们之间保证一个电气距离Sc,接地网上的接地极的最小长度应该大于1.5m。对比验证装置与样品之间的距离应至少保持2m。
图3 DEHN HVI耐高压绝缘引下线耐高压及等效隔离距离功能测试
说明:
1.高压脉冲发生器
2.高压脉冲分压器
3.冲击测试装置
4.对比验证装置
5.测试样品(DEHN HVI耐高压绝缘引下线)
图4 样品测试描述
说明:
1.DEHN HVI耐高压绝缘引下线
2.金属管
3.根据生产厂家的安装说明进行连接(外表面等电位连接)
4.内导体
5.连接至高压脉冲发生器
图5 实验室布置图
图6 实验室测试过程
在这个对比实验中,对比测试装置之间的电气距离Sc可以设置为生产厂家声称的DEHN HVI耐高压绝缘引下线的等效隔离距离。使用脉冲电压发生器模拟720kV,0.45/2.7μs的测试冲击电压,测试结果显示对比验证装置之间发生了放电现象,而无任何沿面放电通过DEHN HVI耐高压绝缘引下线(结果如下图)。