1引言
在電除塵技術(shù)中,一般都用單芯直流高壓濾塵電纜給電場供電,由于絕緣強(qiáng)度要求高,不但安裝與使用維修存在一定難度,而且電纜、電纜頭等經(jīng)常出現(xiàn)因電場內(nèi)部閃絡(luò)引起的瞬變高壓造成的放電和擊穿現(xiàn)象,影響其正常使用。我廠經(jīng)過幾年摸索實踐,于1990年在2號窯尾SHWB-60m2電收塵器改造工程中用架空線取代了原ZLQC-75型高壓濾塵電纜。投運(yùn)兩年多來,運(yùn)行可靠,免卻了繁雜的校驗檢修,而且連經(jīng)常燒壞電場端阻尼電阻的弊病也得到根除。
2使用情況
我廠2號窯尾電收塵器改造前,就已有在原1號窯尾電收塵器和3號水泥磨電收塵器上用架空線代替高壓電纜成功運(yùn)行的試驗。在此基礎(chǔ)上,2號窯尾60m2電收塵器改造修復(fù)時,我們綜合考慮了氣候、安全、絕緣等諸因素,采用圖1所示方案用架空導(dǎo)線取代原高壓電纜。
　
圖1電收塵器用架空線供電示意圖
　
圖1中整流室內(nèi)導(dǎo)體用Φ25mm的鍍鋅鋼管,采用這種型式的主要原因是鋼管容易依需要彎曲成型及有較好的機(jī)械強(qiáng)度;其次是有意加大導(dǎo)體的曲率半徑,以降低導(dǎo)體表面電場強(qiáng)度,減少大氣中固體粒子的荷電吸附。因電收塵器正常工作電流小于2A,故室外導(dǎo)體僅需從機(jī)械強(qiáng)度考慮,一般用截面大于16mm2的鋁絞線即可。我廠使用的是25mm2多膠塑料絕緣鋁線。電收塵頂部引至電場的部分導(dǎo)體也采用Φ25mm鍍鋅管。整流室及電收塵頂部引至電場的導(dǎo)體需用支柱瓷瓶絕緣和支撐,支柱瓷瓶用ZA-35Y為宜,若無貨,用ZA-10Y也能滿足絕緣要求(我廠曾在3號水泥磨5m2電收塵上用單個X-4.5懸式瓷瓶吊8號鐵絲代替高壓電纜試用過半年,電壓升至70kV也未出現(xiàn)閃絡(luò)擊穿現(xiàn)象)。電收塵頂上引至電場的導(dǎo)體和整流室引至室外的導(dǎo)體端均用1mm厚的鐵板制做防雨罩罩住,且護(hù)罩及導(dǎo)體在端部均應(yīng)做成防雨水倒灌結(jié)構(gòu)。護(hù)罩截面做成拱門型較好,且需保證具有足夠的強(qiáng)度,罩內(nèi)高壓導(dǎo)體距罩各點的垂直距離大于電收塵器異極間距100mm即可(我廠2號窯尾60m2電收塵器異極間距為150mm,而罩內(nèi)最小距離為250mm)。另外護(hù)罩一定要和電收塵器本體一起可靠接地。
3架空線取代電纜后消除閃絡(luò)瞬變電壓破壞的理論探討
用架空線取代電收塵用高壓電纜后,消除了電纜外皮對地放電和電纜、電纜頭的放電擊穿及頻繁燒壞電場端阻尼電阻的一系列問題。究其原因,實際上是架空線的分布電容與電纜線相比甚小,故而在電場閃絡(luò)擊穿時因分布電容、電感的感應(yīng)電壓對電纜及其附件和阻尼電阻的沖擊破壞較小。從圖2所示的等效電路可知,在電收塵器正常工作時,雖然電纜橫向分布電容上感應(yīng)電壓幅度與電場供電電壓相等(約40～60kV),但分布電容中電壓、電流變化隨供電機(jī)組的脈動電壓、電容變化的頻率屬低頻性質(zhì),故不會出現(xiàn)破壞性的沖擊。但當(dāng)電場中發(fā)生閃絡(luò)等瞬間短路時,電場電壓的突變也迫使電纜橫向分布電容瞬間放電;雖說各電收塵器的電纜長短、接地情況不盡相同,但由于電場閃絡(luò)頻率和其它電參數(shù)離散性很大,故滿足分布電容、電感諧振條件的機(jī)率很高,因此必然會在電纜縱向分布電感上激起高幅度的高頻感應(yīng)電壓,這種高頻瞬變感應(yīng)電壓的疊加就是各種擊穿故障的根源。
　

圖2電收塵器電纜供電時閃絡(luò)瞬變過程的等效電路
　
從圖2可看出,這種瞬變電壓的放電回路有兩條:a回路通過整流升壓機(jī)組、R1限流電阻放電,對于目前典型的可控硅調(diào)壓全波整流型供電機(jī)組而言,為保持電流平滑連續(xù)和抑制閃絡(luò)瞬變電壓對硅元件的沖擊及提高電暈功率,機(jī)組特性要么是高阻抗的,要么是中、低阻抗串電抗器的,其等效阻抗均較大,因而對閃絡(luò)瞬變電壓沖擊具有較強(qiáng)的阻尼作用。實際使用中也鮮見限流電阻R1的燒損現(xiàn)象,證明了此回路高阻抗特性的阻尼效果。故此回路不是閃絡(luò)時瞬變電能沖擊放電的主回路。而b回路僅通過阻尼電阻R2放電。由于對電纜擊穿等故障認(rèn)識的不盡相同,加上工藝上制作大功率小體積電阻的困難等原因,R2的阻值一般在1kΩ左右,功率亦在1kW左右,故b回路在閃絡(luò)工況時的高頻感抗較a回路小得多,所以閃絡(luò)時的高頻瞬變電壓及能量主要由b回路泄放,從而使得R2在閃絡(luò)時工作環(huán)境急驟惡化。造成R2的頻繁損壞。特別是在煙氣中粉塵比電阻高,閃絡(luò)頻繁的收塵工況,阻尼電阻的損壞機(jī)率就更大。
4結(jié)束語
從我廠用架空導(dǎo)線代替電收塵用高壓電纜的使用效果看,不但用于室外進(jìn)行代替是可行的,對于那些電收塵器與整流室為樓上樓下布置和電收塵器、整流室均在室內(nèi)的其它布置形式也同樣適用。但須在工作時可能接觸到的導(dǎo)體部分,加做牢靠的安全防護(hù)罩,且防護(hù)罩要同電收塵本體一起妥善接地。