GIS隔离开关用绝缘拉杆含异物及缺陷时的电场分析

GIS隔离开关中的绝缘拉杆作为连接高压带电部分与零电位部分的绝缘件,承受着很大的电压降。同时,由于在机构转动过程中,可能造成绝缘拉杆表面或内部损伤或出现因金属摩擦而产生的导电颗粒附着现象。这都将对绝缘拉杆的绝缘性能产生影响。因此,探索GIS隔离开关用绝缘拉杆的电场分布特点及异物缺陷的影响规律,将为GIS隔离开关的结构设计、生产检验等环节提供参考。文中结合550 kV隔离开关的设计方案和运行环境,采用三维有限元方法,对隔离开关结构进行了电场仿真计算。比较了绝缘拉杆上的不同缺陷或异物对电场分布的影响,并系统总结了不同因素对电场分布作用的相关性和规律。计算结果表明,表面附着金属颗粒所产生的电场畸变效果最为严重,而表面缺陷在接近低压端时有更高的放电风险。基于对计算结果的分析,文中对绝缘拉杆的制造与检验标准提出了合理的建议。     

一起气体绝缘组合电器事故原因分析及建议

针对一起GIS组合电器事故,运用常规与非常规化学、电气试验手段,对GIS SF6隔离开关气室中闪络故障前后气体成分及隔离开关气室内的材料进行排查试验,分析事故原因。指出事故是由隔离开关气室内的传动绝缘扭杆受力不均,引起绝缘扭杆损伤,最终导致隔离开关气室绝缘击穿。对此类典型故障进行详细的分析总结。     

特高压GIS中隔离开关的电场及参数计算

为获得1100kV气体绝缘变电站(GIS)中隔离开关的电场分布规律及相关参数,利用有限元软件对其气室进行了三维电场分析计算,得到了其内部电场强度分布和不同电极表面电场强度分布曲线。分析电场强度结果得出了隔离开关气室内电场强度较大的位置及电场强度值;分析接地开关静触头直径与边倒角尺寸对触头表面附近的电场分布影响从而降低了触头表面场强以提高耐压能力。利用参数化设计语言(APDL)和电场能量法计算电容参数得出的气室内不同位置电容与测试结果比较,两者相对误差<4%,证明利用电场能量法可以获得较为准确的分布电容值,进而为特高压GIS中快速暂态过电压(VFTO)的计算提供了比较准确的分布电容参数。     

1000 kV GIS设备故障检测及实例分析

针对一起特高压变电站1 000 kV气体绝缘封闭开关设备(GIS)开关合闸电阻气室绝缘盆击穿故障,介绍了绝缘故障的定位和分析方法,结合保护动作情况、故障录波信息以及六氟化硫(SF6)气体分解物检测等多种手段确定了故障气室,对故障气室进行返厂解体检查,确定故障是由气室内部异物造成的绝缘盆沿面放电所导致。该实例分析为其他特高压站GIS故障的快速判断提供了借鉴。     

1100kV GIS隔离开关的电场数值计算与分析

为了解特高压GIS隔离开关气室内部的电场强度分布情况,建立了两种典型结构的1100kV GIS隔离开关气室三维静电场数学模型。基于电场数值分析理论,采用有限元分析方法实现了大型实际工程电磁场问题的三维电场精确计算。对隔离开关的气室进行详细电场计算的结果表明,接地开关触头间隙是场强集中的区域,盆式绝缘子的结构尺寸的合理设计可以有效改善电极屏蔽罩区域的电场分布。对比两种隔离开关的电场强度分布结果可知,2种不同结构的对应区域场强最大值以及电场分布稍有差异,但都具有一定的绝缘裕度。电场分析所得的结果,为特高压隔离开关气室的整体和内部结构的进一步优化设计提供了理论依据。     

500kV GIS隔离开关放电故障原因分析

针对某变电站发生的一起500kV GIS隔离开关放电故障,对现场检查和解体检查情况进行综合分析,找出故障原因为GIS在厂内装配时罐体清理不彻底,金属异物残存在气室内部导致电场畸变引发放电故障。针对此次故障,提出加强GIS厂内装配、现场安装清洁度控制的相关建议。     

550 kV GIS隔离开关绝缘拉杆故障原因分析与应对措施

绝缘拉杆是气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulation Switchgear,GIS)隔离开关承接机构和本体高压电极的重要传动部件,其性能好坏直接决定了隔离开关的可靠性。针对一起550 kV GIS隔离开关绝缘拉杆典型绝缘故障,结合设备解体情况和绝缘结构特点,建立了550 kV GIS隔离开关三维有限元电场仿真计算模型,分析在正常情况、绝缘层间缺陷和存在异物工况下绝缘拉杆的电位和电场分布,确定绝缘拉杆本身质量缺陷是导致其绝缘被击穿的根本原因,最后提出了增加绝缘拉杆强光检测项目,加强绝缘拉杆生产、抽检质量管控和供应商管理等应对措施。     

一起110kV GIS设备相间短路故障原因分析

分析了一起110kV GIS设备发生接地故障原因。通过对故障相隔离开关气室进行解体检查,利用X光无损检测、玻璃化转变温度检测以及密度检测等手段对隔离开关B、C相间绝缘棒进行检查,分析认为现场安装过程中环境控制不良,导致灰尘杂质进入隔离开关气室内,是造成此次GIS绝缘故障的主要原因。针对此次GIS设备故障原因,提出了控制措施及建议。     

500kV GIS隔离开关绝缘拉杆故障分析

介绍了昆明供电局500 k V GIS隔离开关绝缘拉杆的击穿故障,采用实验的方法对该绝缘拉杆的故障情况及产生的异物进行了分析,得出故障原因。利用ANSYS对故障模型进行仿真计算,得到了高压GIS隔离开关的电场分布。并依据检测结果及仿真结果对故障原因进行评估。为隔离开关的击穿故障原因和解体大修提供了重要依据。     

基于有限元方法的GIS隔离开关绝缘垫受力分析

深入开展GIS绝缘垫片结构受力分析研究,对防止GIS隔离开关气室漏气和提高GIS设备运行安全可靠性具有重要意义,为此本文基于有限元方法开展了GIS隔离开关绝缘垫片结构受力分析研究,通过研究发现:GIS隔离开关绝缘垫悬置结构导致GIS隔离开关绝缘垫应力分布不均匀,且随着绝缘垫下面金属垫片的厚度增加,绝缘绝缘垫下表面受力逐渐趋向均匀,当精神垫片厚度达到5 mm时,基本接近于不悬置的情况。     

220kV GIS隔离开关触头烧坏故障分析与对策

探讨220kV振林变电站GIS隔离开关动触头对外壳内壁放电导致绝缘击穿的原因。对20546隔离开关故障相气室进行解体检查,并采用X光透射技术对站内其它同批次的220k V隔离开关动触头分闸位置进行检测。根据检测结果分析,20546隔离开关气室故障原因为隔离开关动触头分闸不到位,造成电场畸变,从而导致动触头绝缘击穿。对20546隔离开关驱动轴进行调整后,故障相动触头分闸不到位问题得到解决。针对该变电站隔离开关动触头分闸不到位问题提出了控制措施。     

换流站中GIS典型故障分析

针对换流站GIS 设备运行情况,以江陵换流站和宜都换流站为例,深入分析了550 kV GIS 设备的典型故障：断路器合闸电阻故障、断路器均压电容故障、隔离开关操作机构故障、隔离开关绝缘拉杆故障、电流互感器局部过热、气室内含杂质导致放电、三相电流不平衡、气室渗漏,并提出了相应的解决办法,可为今后GIS设备同类问题的处理提供参考。     

一起500kV GIS隔离开关绝缘闪络的事故分析

介绍了一起500 kV GIS隔离开关气室绝缘闪络的事故分析过程。通过对隔离开关故障电流的分析、SF6气体成分的检测以及对故障气室的解体、SF6固体分解产物的电镜扫描,认为隔离开关均压环的装配工艺不良、紧固螺丝没有拧紧至应有的力矩,使得接触电阻增大、螺丝发热通流烧熔,是此次绝缘闪络事故发生的主要原因。通过对这起事故的分析研究,对今后GIS类似故障的处理分析提供借鉴与参考。     

基于ANSYS模型分析GIS隔离开关内部电场变化

目前GIS设备在电网运行中占据了很大的部分,而隔离开关是GIS设备中的关键结构,其健康状况对于电网的正常运行和对于高电压的隔离具有重要意义。GIS的可靠性虽然高,但仍然存在故障。仅2014年内,云南电网太安变500 k V隔离开关就发生了两起隔离开关击穿故障。由于隔离开关气室的封闭性,目前对于GIS隔离开关内部故障的分析具有一定的局限性。故通过使用ANSYS仿真计算的方法,对高压GIS隔离开关进行模拟计算。通过构建缺陷模型,从电场分布变化的角度对隔离开关故障的分析提供依据。     

一种非轴对称结构的GIS双隔离开关气室电场优化设计及试验验证

GIS开关气室采用双隔离断口设计,可实现GIS备用间隔扩建安装和耐压过程不停电,但主导电回路非轴对称的偏心布置设计会使内部电场分布均匀度低于轴对称的结构,降低绝缘裕度,设计难度高。提出了非轴对称结构的场强许用值和非轴对称结构气室电场优化设计原则,对功能模块的壳体、触头座等关键部件进行重点设计。通过运行工况电场仿真和针对双隔离断口新增绝缘试验考核方式,验证了电场裕度。结果表明:对于GIS开关气室非轴对称结构的设计方式,可通过优化关键部件的结构设计来实现电场的优化,提高绝缘裕度;电场校核必须充分考虑产品的功能和运行工况,从电场仿真和绝缘试验两个维度来验证,为非标准化结构设计产品的电场优化和校核提供有效方法。     

基于虚拟介电常数法的特高压GIS中隔离开关电场参数计算

提出了用虚拟介电常数法和耦合电压自由度法相结合的方法处理1 100kV GIS隔离开关中的悬浮导体问题.利用有限元软件对隔离开关气室进行三维电场分析计算,获得其内部电场强度分布.通过电场强度结果分析,得出隔离开关气室内电场强度较大的位置及电场强度值.利用APDL对电容参数进行计算,通过与测试结果进行比较,验证了用虚拟介电常数法和耦合电压自由度法相结合处理隔离开关中的悬浮导体问题具有较强的可行性.从而为特高压GIS中VFTO的计算提供较为可靠的分布电容参数.     

气体绝缘金属封闭开关设备接地开关短路事故分析

以一起气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulator switchgear,GIS)接地开关短路事故为例,分析事故发生的原因是隔离开关气室内金属异物在电场力和机械振动的作用下,引起盆式绝缘子沿面放电,导致绝缘破坏;在重合闸过程中,盆式绝缘子再次发生放电,电弧在气流的作用下,引起隔离开关静触头屏蔽罩与筒壁发生短路,...     

220kV 变电站GIS隔离开关气室放电故障分析

针对一起220kV变电站GIS隔离开关气室放电故障,通过检查现场一次设备、查阅保护录波图、解体GIS 隔离开关气室,得出隔离开关C相气室地刀动触头屏蔽罩对筒壁放电应为异物引发所致,而主刀静触头屏蔽罩对筒体 放电是本起故障的重要原因.     

基于流固双向耦合的GIS气室微水处理仿真研究

GIS气室微水超标严重影响其内绝缘性能,探索一种工艺简单、效率高和可靠性强的微水超标处理方法,有利于保证电力系统的安全运行。文中提出了一种新的高压GIS气室微水超标加热处理方法;针对GIS断路器和电流互感器等电器设备气室,探讨了加热装置、导热媒介、气室内设备之间的相互作用关系,构建了该处理方法中流固双向耦合的热力学数学模型,分析了流体和固体的双向耦合性质;基于Ansys仿真软件进行了GIS气室微水超标加热处理方法的热流固双向耦合仿真,计算出气室壳体及气室气体的对应温升,根据GIS气室微水含量与温度的关系分析了气室内温度变化对微水含量的影响,并对加热装置的功率进行了优化计算。仿真研究表明,文中提出的微水超标加热处理方法能明显提高GIS气室内部气体的温度分布,有利于促进附着于GIS气室内固体壁的液态水析出及微水的排出,减少了现场检修环节的工作量,提高了GIS微水超标处理的效率。     

某110 kV GIS盆式绝缘子局部放电检测与解体分析

对一起110 kV GIS盆式绝缘子局部放电的异常信号,综合利用特高频、超声波、气体成分分析以及GIS重症监护系统等多手段进行了检测和分析,并通过时差定位精确锁定了放电源位于隔离开关气室。结合特高频图谱特征以及放电源的定位位置,判断该气室盆式绝缘子附近存在绝缘类放电。经开罐检查,该气室内盆式绝缘子与隔离开关导电杆之间的胶合处存在烧蚀痕迹,胶合处的装配工艺不良使得该部位出现毛刺以及气隙,形成不均匀强电场导致局部放电。该起盆式绝缘子放电是一起较为典型的绝缘类放电案例,可以为今后类似异常情况的分析处理提供了借鉴与参考。