一种10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏的研制＊

2023-12-13卢恩庆张伟斌施宇亮黄蔡平

科技与创新 2023年23期

卢恩庆，张伟斌，施宇亮，黄蔡平

（国网福建省电力有限公司漳州供电公司，福建漳州 363000）

10 kV 运行中线路设备因连接不紧密、接触面积不够等原因，导致线路设备连接点发热，产生隐患，危害配网线路安全。通常运维人员通过测温判断隐患的危急程度，对于发热严重的线路设备，有2 种处理方式：一种是停电检修，会造成大面积停电，影响客户用电，同时给公司造成损失；另一种采用配电带电作业方式处理缺陷，可以避免或者减少客户停电，通常需要带电作业人员带负荷更换或紧固线路设备，但是直接在缺陷线路设备连接点工作，危险系数高，缺陷设备难以把控，可能在作业过程中发生连接点脱落，造成拉弧，危及作业人员的安全。

传统的导电膏是在停电施工时涂抹至连接点，可填充连接点缝隙，提高连接点导电性能[1]，而对于运行设备连接点发热缺陷进行带电涂抹，其无法渗入连接点缝隙中，另外由于传统导电膏没有固化效果，在发热异常状态下，容易流失或者脱落，因此无法采用传统导电膏对运行设备连接点发热缺陷进行处理。为此需要研制一种10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏，弥补传统导电膏的缺陷，取代以往的停电检修消缺方式，提高带电作业人员发热消缺的安全性。

1 电力导电膏种类及性能特点

目前国内外电力行业使用的导电膏种类较多，根据其使用场所及要求的不同，电力导电膏的种类大致可以分为5 类，分别为高温固定电连接型、宽温固定电连接型、可动电连接型、超高温电接触型和灭弧电接触型。

导电膏又称为电力复合脂，是一种导电性能良好的电接触涂料，其以无机稠化剂稠化合成油、硅油、矿物油作为基础油，掺入导电粉末、抗氧化剂、抗腐蚀剂及抑弧剂等，通过研磨、分散、改性等一系列生产工艺处理制备而成的软状膏体。将其涂抹于看不见的整个未接触电气空隙内，并在该处形成无数的隧道效应通道，能使整个接触斑点变成纯金属接触面，极大增加了导电接触面积，降低了接触电阻，减少了接触发热，具备优异的节能效果[2]。

将导电膏涂抹于导体的接触面，导电膏有效覆盖了导体的整个接触面，从而在导体表面形成一层油封层，能够有效地将导体与大气隔绝，防止金属导体表面与空气接触发生氧化反应形成氧化层。另外，油封层还可以阻止具有腐蚀性的气体、粉尘及水分入侵导电接触面，从而稳定接点的接触电阻，减少连接发热，进一步减少化学腐蚀及电化学腐蚀，大幅延长金属导体接头的使用寿命[3]。

2 10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏的制备

为了解决传统导电膏块状在导电性、固化性、喷涂性、粘附性方面存在的问题，本文对导电膏材料、成分组合性、配比进行研究分析。基于石墨烯和聚合物的导电纳米复合材料，并利用二甲基乙酰胺、合成油脂、有机硅油、乙二醇丁醚、乙基纤维素、聚酰亚胺树脂、环氧树脂等有机载体与石墨烯（粒径为20～35 nm）融合多种工艺技术合成带特殊官能团的高分子化合物，经稳泡处理和惰性化处理，研制出具有快速固化性、可喷涂性、强粘附性、超大的径厚比和优异的力学性能的导电膏。该10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏制备方案如图1 所示。

图1 10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏制备方案

3 导电膏运用效果对比

为了更好、更全面地体现出10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏在配电线路设备连接点发热缺陷处理中的优势，利用导电性能测试实验方法和统计学方法对传统导电膏与该10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏的导电性及热消缺效果进行对比。

3.1 导电性对比

为了对比传统导电膏与10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏的导电性能，分别对传统导电膏及10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏进行连接接触电阻比实验测试，结果如图2 所示。通过实验数据分析，结果显示传统导电膏连接接触电阻比为1.20，而10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏连接接触电阻比为0.90，10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏连接接触电阻比相对于传统导电膏降低了30%，具备更优异的导电性能。

图2 连接接触电阻比对比图

3.2 热消缺效果对比

为了对比10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏与传统导电膏的热消缺耗时时长，对多次配网线路设备连接点发热消缺作业时长进行统计，在多次配网线路设备连接点发热消缺作业统计中，传统停电消缺方式耗时120 min，带电紧固消缺方式耗时15 min，10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏喷涂消缺方式耗时15 min。消缺时长对比图如图3 所示。

图3 消缺时长对比图

为了对比热消缺效果，分别统计了10 次带电紧固消缺方式处理设备连接点发热效果情况及10 次10 kV线路喷涂型快速固化导电膏喷涂消缺方式处理设备连接点发热情况，结果分别如表1 和表2 所示。

表1 带电紧固热消缺方式消缺前及消缺后温度情况单位：℃

表2 快速固化导电膏喷涂消缺方式消缺前及消缺后温度情况单位：℃

以发热点消缺后发热点温度小于45 ℃为有效消缺，对表1 及表2 数据进行分析可以得出，带电紧固热消缺方式的消缺有效率为40%，而10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏喷涂热消缺方式的消缺有效率为80%，热消缺有效率对比如图4 所示。

图4 热消缺温降效果对比图

4 快速固化导电膏热销缺的作业流程

本文研制的10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏在10 kV 配电线路设备连接点发热消缺处理应用中，既可以通过带电近距离对设备连接发热点涂抹进行热消缺，而且在绝缘斗臂车无法到位或者复杂线路存在带电作业安全距离不足的情形下，也可利用该10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏所专门研发配置的10 kV 线路绝缘杆带电喷涂装置对设备连接发热点进行远距离带电精准喷涂消缺。使用绝缘杆带电喷涂装置进行远距离喷涂消缺的作业流程如下：①对10 kV 线路绝缘杆带电喷涂装置本体进行电池组装及调试；②将10 kV线路喷涂型快速固化导电膏安装至10 kV 线路绝缘杆带电喷涂装置本体膏管固定槽并进行试喷涂调试；③利用可旋转梅花连接头将本体与配套带有同型号的梅花连接头的10 kV 绝缘操作杆连接并调整喷涂角度；④将10 kV 线路绝缘杆带电喷涂装置出料口对准设备连接发热点，再利用远程遥控器控制喷涂装置进行进行精准喷涂；⑤作业完成后，对10 kV 线路绝缘杆带电喷涂装置进行拆卸、清理并放置到配置工具箱。

5 产品运用前景

10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏在配网线路设备连接点发热消缺作业应用中不仅操作简单，快速高效，消缺效果好，而且可以有效减少停电次数，增供减停，另外还可以提高作业人员的作业安全性。

该导电膏的研制可以有效减少停电进行发热异常消缺次数，减少配网停电，提高配网线路可靠性。预计单次停电发热异常消缺时长为2 h，按市区年平均停电发热异常消缺300 次计算，可缩短停电时长600 h。该导电膏的研制可以有效减少带电进行发热异常消缺时长，减少停电时户数，增供减停。预计单次作业可以有效缩短10 min，按市区年平均带电发热异常消缺500 次计算，可缩短停电时长近100 h。

社会效益好。该导电膏的运用可以有效减少停电次数，提高供电可靠性，保障供电优质服务。

推广性强。该10 kV 线路喷涂型快速固化导电膏可广泛运用于各类连接金具、电缆头、刀闸、变压器接头处发热缺陷带电消缺，应用前景广阔。