盆式绝缘子击穿分析及防范措施

笔者介绍了GIS 126 kV用三相盆式绝缘子的一种放电现象。笔者对击穿零件采用了X射线探伤等不同的检测方法,用Ansoft软件建模进行了电场计算,分析出击穿是因为盆式绝缘子内部存在金属杂质。同时根据盆式绝缘子生产的工艺特点,笔者提出了优化设计、改进模具结构等防范措施,以防止盆式绝缘子浇注过程中金属杂质的产生。     

252kV GIS盆式绝缘子金属法兰开孔的电场分析及优化设计

为检测GIS内局部放电特高频信号,需在盆式绝缘子金属法兰开孔处设置局部放电传感器,而金属法兰开孔会对盆式绝缘子表面及开孔处电场强度产生一定影响。笔者应用有限元分析软件ANSYS对三相分箱式252 kV GIS中盆式绝缘子电场强度进行了仿真计算,研究金属法兰开孔尺寸大小和结构对盆式绝缘子表面和浇注孔表面电场强度的影响。仿真结果表明,浇注孔结构对盆式绝缘子表面电场强度影响显著,金属法兰开孔大小对盆式绝缘子表面电场强度影响较小,经过优化后的小尺寸浇注孔绝缘子表面电场强度最大值比无浇注孔时高出3.21%,达到了预期目标。     

220kV GIS母线柱式绝缘子事故分析与改进

对一起220kV GIS柱式绝缘子炸裂事故原因进行分析,发现绝缘子炸裂是由于局部缺陷所造成,提出了改进绝缘子质量的方法。     

1100kV GIS复合绝缘子套管抗震研究

对1100kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)复合绝缘子套管整体进行0.5g水平加速度地震模拟计算,对套管装配用筒体、支架、复合绝缘子进行强度、频率分析,找出了薄弱部位并优化。经计算和复合绝缘子套管的真型试验,得出1100kV GIS复合绝缘子套管达到国内特高压GIS设备9级烈度抗震标准,为高烈度地震地区的其它特高压产品的设计提供了技术参考。     

基于ANSYS的800kV GIS母线用盆式绝缘子机械强度分析

在800 kV GIS母线用盆式绝缘子的设计过程中,不但要考虑盆式绝缘子的绝缘能力,还要使得盆式绝缘子具有一定的机械强度,以满足其作为隔板的功能。利用ANSYS有限元仿真软件,研究了盆式绝缘子在最极端工作条件下的结构强度,即破坏水压试验条件下的机械强度,研究结果表明盆式绝缘子凹侧在承受2.63 MPa的作用下,整体的Mises应力值小于环氧树脂浇注件材料的拉伸破坏强度值。同时盆式绝缘子应力集中问题的研究结果表明应力集中出现在环氧树脂浇注件与外法兰的接触处。     

750kV GIS用环氧浇注式保护级电流互感器关键技术

为提高750 kV GIS用环氧浇注式保护级(5P级)电流互感器(TA)伏安曲线性能的稳定性,对浇注成品进行了例行试验,得出影响750 kV GIS用环氧浇注式5P级TA绕组伏安曲线性能稳定的主要因素是铁心强度和铁心受力。通过对比分析不同包扎结构的750 kV GIS用环氧浇注式5P级TA浇注前与浇注后的伏安曲线数据变化,得出750 kV GIS用环氧浇注式5P级TA的铁心加装非导磁性金属护盒是保证其伏安曲线性能稳定的有效方法。     

特高压GIS用通气型盆式绝缘子气流通道设计与性能验证

盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的核心元件,通气型盆式绝缘子能够简化GIS气室结构、提高充气效率、提升产品装配质量,对GIS设备结构具有重要意义。本文提出一种非对称布置、大尺寸开孔的气流通道设计思路,设计了一种1 100 kV特高压GIS用通气型盆式绝缘子,并对设计样品进行了绝缘试验、力学试验、抗震试验。结果表明:通气型盆式绝缘子通过了型式试验项目,满足特高压GIS技术参数要求与工程需要,证明了设计思路的正确性。     

110kV GIS用特殊参数保护级CT环氧浇注式存在的问题及解决方案

为提高110kV GIS(gas insulated switchgear)用特殊参数(变比小、负荷大、产品高度较高)保护级(5P级)CT环氧浇注时的生产合格率及可靠的电器性能,笔者通过对某批110kV GIS用具有特殊参数的环氧浇注式5P级CT存在的外观质量及电器性能分析,提出了该类产品在尺寸配合、选择合理的模具结构形式、铁心采用分体加工及半成品采用合理的试验顺序等方面的解决方案。结果表明,所提的解决方案及注意事项能有效地改善此类产品外观质量,并提高产品的合格率及保护其性能。     

126kV GIS盘式绝缘子金属法兰开孔的电场仿真分析

GIS中盘式绝缘子的电气性能是设计者关注的重点,盘式绝缘子在制造的过程中,由于浇注工艺的原因会在金属法兰处留有一椭圆切面的浇注孔,内部填充环氧树脂,在环氧树脂和金属法兰交界处会产生一定的电场畸变。主要研究金属法兰开孔尺寸大小和结构对盆式绝缘子表面和浇注孔表面电场强度的影响。研究表明:大尺寸浇注孔表面的场强最大值为0.85 k V/mm,要高于小尺寸浇注孔表面电场强度最大值0.38 kV/mm。说明开孔越小,浇注孔表面电场强度最大值越小,在满足测量要求情况下,开孔越小越好。     

盘(盆)式绝缘子的设计方法探讨

随着电力系统的迅速发展,对SF6电器开关设备的绝缘件的技术水平要求越来越高,尤其对 GIS中绝缘子的开发设计,已成为该产品绝缘性能和质量可靠的主要指标。现以126 kV三相共箱式 GIS中所用的盘式绝缘子(环氧树脂浇注)为例介绍绝缘件结构设计的思路和方法。     

盆式绝缘子金属丝缺陷下电场分布仿真研究

为研究金属丝缺陷对GIS内部盆式绝缘子电场分布的影响,采用有限元分析方法,以实际1100kV GIS内部盆式绝缘子为研究对象,利用ANSYS仿真软件仿真计算存在金属丝缺陷的盆式绝缘子电场分布,并研究金属丝的分布方向、径向距离、长度和宽度对盆式绝缘子电场分布的影响.结果表明:盆式绝缘子内部的金属丝缺陷会使电场严重畸变,电场强度最大值为无缺陷时的10.76倍,且金属丝径向分布时对盆式绝缘子电场的影响更大.盆式绝缘子的电场畸变程度与金属丝分布方向、径向距离及长度有关.     

1000kV GIS用套管的设计

1000kV GIS用套管是GIS中的关键设备,为实现1000kV GIS用套管的自主设计这一我国特高压技术工程的重大突破,在对日本NGK公司研制的1000kV GIS用套管的结构及参数进行讨论的基础上,从1000kV GIS用套管的结构、额定电流选择与散热、套管防爆技术、套管均压环设计、套管内屏蔽设计等方面详细介绍了1000kV GIS用套管的设计要点。计算结果表明:1000kV GIS用套管采用金属屏蔽结构比较简单,工艺上容易实现,通过计算其电气性能和机械性能能够满足工程要求。同时,1000kV GIS用套管设计上还需要考虑大电流下的一次导电管的散热及瓷空心绝缘子的防爆问题。     

252 kV GIS母线用盆式绝缘子绝缘及应力设计裕度分析

盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)最重要的绝缘部件,其性能优劣直接影响GIS的运行可靠性。文中针对多个252 kV GIS用盆式绝缘子样本,在昆明特高压试验基地进行了特性试验,并根据试验采用仿真计算手段,建立了三维电场仿真和应力仿真模型,校核了盆式绝缘子及母线结构的绝缘设计和应力设计,并结合零表压试验和水压破坏试验结果进行了分析,得到了各盆式绝缘子在不同载荷下的设计裕度,并针对性的提出了设备选型和后续工作优化建议。研究成果有助于深入理解盆式绝缘子的设计和技术细节上的差异,为252 kV GIS设备选型、运行维护提供了参考。     

基于超声波的GIS盆式绝缘子表面污秽检测技术仿真研究

GIS盆式绝缘子是电力系统的重要设备,对GIS的安全稳定运行至关重要,盆式绝缘子表面污秽容易引起放电甚至沿面闪络,目前评估绝缘子表面污秽状态除了被动采集局放信号没有很好的解决办法。文中利用超声信号经过介质时的信号畸变特性,搭建220 kV GIS超声场有限元仿真模型,利用扫频法(20~500 kHz)研究超声波经过GIS盆式绝缘子表面的信号变化情况从而对绝缘子表面污秽状况进行评估。文中设计了尘埃污秽和水污秽两种缺陷,研究了污秽类型、污秽位置以及绝缘子结构对超声信号的畸变作用,为试验研究提供理论参考。     

GIS盆式绝缘子温度多物理场仿真方法

基于GIS历史运行电流信息和环境信息,为实现服役期间盆式绝缘子温度信息提取,提出了一种GIS盆式绝缘子温度多物理场仿真计算方法。综合考虑了GIS母线内部辐射、传导、对流等复杂的传热过程以及涡流损耗、环境温度等因素,研究建立了包含盆式绝缘子在内的126kV GIS母线段温度场仿真模型。基于该模型计算了额定工况下126 kV GIS盆式绝缘子温度分布情况。研究结果表明:当环境温度为29℃时,126 kV GIS中心导杆在2 000 A(有效值)电流作用下,导杆饱和温度为70℃,盆式绝缘子内部平均温度为54.4℃。盆式绝缘子内部温度分布不均,由中心嵌件向外壳处下降,绝缘子内外温度差达21℃。此外,为研究所提出方法的仿真精度,搭建了126 kV GIS温升实验平台,实验测量结果与仿真结果偏差4℃,验证了仿真方法的有效性与准确性。     

盆式绝缘子浇注模机加工工艺研究

因盆式绝缘子浇注模具外型尺寸比较大、型腔精度高而往往导致加工质量难以保证。笔者根据各个加工环节的工艺特点,有针对性的设计出凸模的加工工艺路线、粗车加工图、精车坐标点图及检测样板图,并通过合理选用机加设备、切削刀具及切削参数等工艺措施,来保障凸模型腔的加工质量。零件加工完后经全方位检测,各项尺寸、形位公差及表面粗糙度完全符合图样的要求,整套浇注模具经过试浇验证,质量也完全合格。     

800 kV GIS设备用盆式绝缘子设计开发

盆式绝缘子的可靠性对整套气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)以及电网的安全运行至关重要。以800 kV GIS用盆式绝缘子为例,从盆式绝缘子的外形、屏蔽环、中心嵌件等方面综合考虑进行结构设计,应用有限元分析软件对关键部位的绝缘性能和机械性能进行仿真计算,计算结果满足判据要求,并通过型式试验验证了设计的可行性。     

1 100 kV GIS 盆式绝缘子的性能

采用ANSYS软件,对1 100 kV GIS盆式绝缘子的电场强度及机械强度进行了详细的分析和计算。在不断优化制造工艺基础上,制造出了性能优良的1 100 kV 盆式绝缘子。电气性能优良,单件顺利通过1 100 kV/5 min工频耐受电压、2 400 kV（1.2/50 μs 峰值）雷冲击电压试验,局放量小于2.3 pC;机械性能优良,水压破坏强度达到4 MPa（2.4 MPa）。     

高压直流GIS母线绝缘性能研究北大核心CSCD

HVDC输电技术的快速发展对HVDC GIS研发提出了迫切需求。HVDC GIS母线的绝缘性能是其重要性能。文中对HVDC GIS母线结构及耐受的电压种类进行了介绍。对静电场仿真和恒定电场仿真数学模型进行了对比。介绍了影响HVDC GIS母线绝缘性能的因素。对320 kV HVDC母线工况1、工况2、工况3三种工况及盆式绝缘子带和不带地电位屏蔽环两种结构的电场分布进行了仿真分析,计算结果表明:在320 kV电压作用下,当盆式绝缘子不带地电位屏蔽环时,工况2盆式绝缘子沿面电场强度Eabs较工况1大142.7%;工况3较工况2大3.92%。原因在于环氧树脂电导率是SF6的106倍,而环氧树脂相对介电常数仅是SF6的6倍;且环氧树脂的电导率随着温度降低而减小。当盆式绝缘子带地电位屏蔽环时,3种工况下盆式绝缘子沿面电场分布接近,体现了地电位屏蔽环可以有效改善HVDC母线盆式绝缘子尾部电场,克服母线温度分布不均带来的不良影响。     

220kV某GIS盆式绝缘子漏气原因分析及处理措施

某地区对运行的GIS设备缺陷统计发现,漏气缺陷所占GIS缺陷比重达70%,而盆式绝缘子裂纹是引起漏气的主要原因。多次设备解体分析得出,注胶工艺不合格引起螺栓孔进水,冬天冻裂了盆式绝缘子。通过实例分析了该类型盆式绝缘子的密封原理和漏气原因,采取了综合处理措施,并对该类型盆式绝缘子提出改进密封方案、提高法兰面加工工艺和注胶质量等合理化建议。