特高压带电作业绝缘工具操作冲击放电特性及试验电极优化

目前检测机构对特高压带电作业绝缘工具开展操作冲击耐压试验时,电极布置仍沿用低电压等级标准,但试验电压和放电间距大大增加,经常出现绝缘工具间、试验电极对大地或周边构架等非试验通道放电的情况。开展了典型作业工况及试验工况下带电作业用绝缘工具标准波头操作冲击放电特性试验,并对试验工况下放电路径进行统计,提出了采用8分裂U型模拟导线的优化方案,并进行了试验验证,研究结果表明：采用8分裂U型模拟导线可显著降低非试验通道分散放电的概率;对多个试品同时进行试验时,由于存在空气间隙拉弧,试品挂接的水平间距建议不小于5 m;试验电极改进后绝缘杆6.3 m放电电压为2 417 kV,较标准电极增加6.9%,较典型作业工况下最低放电电压增加32.1%,进行绝缘工具耐压试验时建议根据作业工况的耐压要求对试验电压进行修正。     

±1100 kV接地极线路带电作业绝缘工具最小有效绝缘长度

绝缘工具的最小有效长度是保证带电作业人员安全的重要技术参数,现有标准及研究均无±1100 kV接地极线路相关规定或参考。为了保证接地极线路带电作业安全开展,以±1100 kV接地极线路为例,仿真计算该线路最大过电压水平及波形特征,分别开展典型带电作业绝缘工具的工频、直流、标准操作冲击放电试验,分析试验布置方式、绝缘工具类型、施加电压类型对放电电压的影响,结果表明：短间隙距离情况下直流放电电压最低。最后基于试验结果提出绝缘工具短间距下的工频、直流、标准操作冲击放电特性拟合公式,同时给出了±1100 kV接地极线路带电作业绝缘工具的最小有效绝缘长度参考值。     

绝缘操作杆在不同工况下的电场分布研究

带电作业在确保电网运行安全和可靠性方面发挥了重要作用,绝缘操作杆作为带电作业中主要操作的工具,确保其处于良好的绝缘状态对确保人员和设备安全具有重要意义。根据DL/T 1240—2013对1 000kV带电作业工具装置的试验要求,对绝缘操作杆不同工况下电场分布进行研究。研究结果表明,当绝缘操作杆工作于V串绝缘子时,其高压端所受到的最大场强比I串绝缘子降低6.5%,将试验电极由标准电极改为八分裂导线电极时,操作杆的电位分布更为均匀,且高压端所承受的最大场强能降低为单模拟导线时的9.36%。依据研究结果可对绝缘操作杆试验提出优化方法。     

1000kV输电线路带电作业保护间隙的研究

为研究1000kV交流输电线路带电作业的保护间隙,确定了它的设计原则和电极结构,根据该保护间隙工频击穿、工频耐压、操作冲击放电试验的结果得出了不同海拔高度下1000kV输电线路带电作业保护间隙间隙距离的最大允许值;在11塔窗中模拟带电作业各实际工况,采用升降法对保护间隙与作业间隙的绝缘配合进行了操作冲击放电试验,验证了保护间隙对带电作业间隙的保护性能,并计算了1000kV带保护间隙带电作业的危险率。最后证明加装保护间隙不仅可提高作业的安全性,而且能有效地减小塔头尺寸。     

绝缘护套包覆对500 kV输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性的影响

为有效解决输电线路风偏放电问题,对输电线路及金具进行绝缘包覆以提高放电击穿电压,仿真和试验研究了绝缘护套包覆对500 kV输电线路模拟杆塔中导线与塔身间空气间隙击穿特性的影响.试验过程中,对单导线及4分裂导线分别施加1 min1.1倍工频相电压(318 kV),通过改变导线与杆塔间距研究不同间距下的耐压情况.仿真结果表明,导线包覆绝缘护套后,其表面最大场强随间距增大而降低:裸导线空气间隙击穿电压与间隙距离呈线性关系;单导线包覆绝缘护套后可缩短13.6％的间隙距离,4分裂导线包覆绝缘护套可缩短9.3％的间隙距离;击穿点均位于绝缘盒连接处,其原因是此处以室温硫化硅橡胶填补缝隙密封时施工密封不严.绝缘护套包覆导线及金具措施可有效提高输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性,但应严格控制施工工艺以提高实际效果.     

带电作业绝缘工具耐压试验值计算研究

基于高电压技术及带电作业技术标准体系,对带电作业绝缘工具耐压试验取值进行计算分析,为电力系统实际过电压倍数不同或海拔高度发生变化时的带电作业绝缘工具耐压试验取值提出理论依据。     

三峡500kV同塔双回线路带电作业试验研究

为研究三峡 5 0 0 k V同塔双回线路带电作业的可行性和安全性 ,分析和模拟了几种典型工况。 1∶ 1真型塔上进行的操作冲击电压试验并分析计算危险率的结果表明 ,在保证规定的安全距离、组合间隙和绝缘工具长度时 ,可满足作业人员及设备的安全要求     

±500kV换流站升降车和叉车施工安全距离研究

以最能代表设备电场状态的带电导线和套管作为典型电极,并在典型电极下对升降车和叉车开展直流叠加操作冲击的复合电压放电特性试验,使用统计分析工具对试验数据进行分析,获得不同情况下的最小安全作业间隙,进而推导出升降车和叉车在换流站施工的安全距离标准。     

±500 kV换流站升降车和叉车施工安全距离研究

以最能代表设备电场状态的带电导线和套管作为典型电极,并在典型电极下对升降车和叉车开展直流叠加操作冲击的复合电压放电特性试验,使用统计分析工具对试验数据进行分析,获得不同情况下的最小安全作业间隙,进而推导出升降车和叉车在换流站施工的安全距离标准.     

10 kV带电作业工具耐压试验用的变压器容升电压误差探讨

对10 kV带电作业工具耐压试验用的变压器容升电压误差问题进行探讨。首先,综合工频高压实验装置、仪器仪表误差要求,指出试验变压器最大允许容升电压误差应不大于1.5%,并分别计算出10 kVA和50 kVA试验变压器在该容升电压误差下对应的被试品电容临界值;然后,测量了常用单件10 kV带电作业工具在工频耐压试验时的等值电容量,根据实际工作中单件或者多件10 kV带电作业工具工频试验时的等值电容量,分别计算了10 kVA和50 kVA试验变压器耐压试验时实际输出电压的容升电压误差;最后,为了减少试验变压器容升电压误差,给出了10 kV带电作业工具耐压试验时试验变压器的容量选择建议。     

1000kV交流输变电工程设备的外绝缘特性

针对晋东南—荆门百万伏级交流输变电示范工程,研究了交流输变电设备空气间隙的工频、操作和雷电冲击电压放电特性,典型分裂耐热扩径软导(母)线及分裂导线、管型母线基于不同空气间隙的工频、操作及雷电冲击电压特性及高海拔对绝缘子污耐压的影响。通过这些真型试验研究,获得了我国特高压技术研究的基础试验数据,其研究成果可为特高压工程建设提供设计参考依据。     

<<控制电缆耐受过电压特性试验>>

对几种典型控制电缆在工频、直流及雷电冲击过电压下的耐压特性进行了试验研究,结果表明：电缆末端沿面闪络电压随沿面距离的增大呈饱和趋势;电缆头部处理的好坏,对整个电缆的耐压水平有较大影响;屏蔽层对芯线的绝缘水平是控制电缆绝缘中最薄弱环节,在30s以内可耐受工频交流18kV以上,正极性直流45kV以上,负极性雷电冲击40kV以上。工程中应控制地网的允许地电位升高在其耐受范围之内。     

Deterioration characteristics of insulating spacer model in repeating impulse voltage

To discuss the UHV GIS test voltage, the deterioration characteristics of the GIS insulating spacer model were studied by repeating lightning or switching impulse voltage. The deterioration factor indicating the decrease of lightning or switching impulse breakdown voltage applied up to 1000 times was found to be 35.7/45.5. The relationship between the partial discharge inception voltage and the breakdown voltage after 1000 impulse applications was also studied. It was found that the partial discharge inception voltage increases despite a decrease in breakdown voltage due to the impulse voltage. In addition, to elucidate the deterioration phenomenon, a study was made of the breakdown characteristics of models with various boundary conditions between the electrode and epoxy resin, as well as the relationship between the boundary conditions. Microdischarge was also studied. The results of the investigation suggest that the deterioration by repeating voltage is caused by microdischarge due to electric field intensification on microprotrusions of the electrode surface.     

振荡冲击及交流电压下绝缘子表面金属微粒放电特性研究

近年来由于绝缘子沿面放电引起的绝缘故障较为多见,冲击耐压及冲击下局部放电检测是绝缘考核和诊断的有效手段。文中采用IEC 60060-3推荐的振荡型雷电及操作冲击和工频交流电压,针对110 k V气体绝缘组合开关设备(GIS)真型绝缘子金属微粒缺陷模型进行了局部放电特性研究。在工频交流(AC)电压下,局部放电起始电压和闪络电压的差值小于2种振荡型冲击电压,其随气压增大而增加;在冲击电压下,局部放电大多发生在振荡周期的上升沿处,在电压波谷处会出现相反极性的局部放电脉冲;金属颗粒位置对放电量、放电重复率等影响较大。结论表明,相比于工频交流电压,GIS绝缘子表面金属颗粒缺陷在外施电压为振荡型冲击电压时易产生局部放电,说明了振荡型冲击电压局部放电检测具有较高缺陷检出能力。     

现场用GIS冲击耐压试验及局部放电检测装置设计

国内外一些研究和实际运行经验发现,已通过工频局部放电检测的不少GIS试品在投入运行后不久依然出现绝缘类故障,因此针对GIS设备提出进行冲击耐受试验及其局部放电检测,以及时发现内部隐患,确保设备安全稳定运行。在充分调研现场GIS冲击耐压试验及其局部放电检测必要性的基础上,结合GIS设备冲击耐受试验条件,设计了一套便于现场试验时的局部放电检测装置,利用该装置对800kV断路器和750kV变电站GIS组进行了冲击耐压试验下局放检测,并对现场检测的抗干扰措施进行了探讨。试验结果证明了GIS冲击电压下局部放电检测的可行性,及局部放电检测装置的有效性。     

一起363kVGIS充电闪络故障的原因分析

分析了一起363kVGIS充电时闪络故障的原因,提出了GIS交接试验中做交流耐压试验的同时应进行局部放电的测量,并在条件许可的情况下进行操作冲击电压试验,以避免如绝缘子伤痕和裂痕、自由微粒、悬浮电位和异物遗留在GIS内部等原因而造成GIS故障。     

Influence of insulating barrier on the creepage discharge intransformer oil

The propagation aspects of a creepage discharge in transformer oil are observed simultaneously and in detail under a positive impulse voltage condition, by means of a high-speed Schlieren optical system, an LED current measurement system and a charge measurement system using a capacitor. In the present paper, the influence of the material type and the thickness of insulating barriers on the propagation of the impulse creepage discharge are discussed for a point to plane electrode geometry. In addition, the influence of a barrier surface to the electric field direction on the propagation of the impulse creepage discharge is discussed for a parallel plane electrode gap with a protruding point     

特高压GIS设备现场标准雷电冲击耐压试验技术的应用

气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)在电力系统中应用广泛,其运行安全可靠对电力系统至关重要。现场雷电冲击耐压试验受制于设备体积和回路电感,难以在GIS变电站,尤其是特高压GIS变电站应用。本文分析了目前GIS设备冲击耐压试验现状,并从波形参数、电压极性和加压间隔时间等方面阐述了GIS设备冲击电压绝缘缺陷检出影响因素。基于研发的特高压GIS变电站现场冲击耐压试验用的可移动式气体绝缘标准雷电冲击试验成套设备,成功在1000 kV南京站和苏州站开展了现场标准雷电冲击耐压试验。