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ANSYS的GIS不停电扩建及检修隔离断口设计*

GIS不停电扩建及检修隔离断口绝缘性能是该用途隔离开关设计核心问题之一,其断口设计是否满足可靠电气隔离参数要求,对GIS不停电扩建及检修安全可靠性至关重要.以某型252 kV GIS为例,提出一种不停电扩建及检修隔离断口设计参数,以经验公式计算为初始设计依据,使用ANSYS有限元电场仿真计算的方法,对3种拟定结构进行分析比选,最终得到绝缘性能最优的断口结构.仿真结果表明,随隔离断口开距增大对绝缘性能影响呈饱和趋态,屏蔽结构的优化设计可改善电场分布,增强绝缘性能作用更为显著.根据仿真数据,可为GIS不停电扩建及检修隔离断口设计提供重要的数据支撑和优化方向.     

220kV气体绝缘高压组合开关设备新技术

介绍SF6气体绝缘高压组合开关设备(GIS)的基本原理和发展,阐述220 kV ELK-14/252型SF6 GIS新技术及其各个组成部件的结构和特点,具体包括:三相共筒和分筒技术相结合;改进型压气式灭弧室和可靠耐用的液压弹簧机构;安全的隔离/接地组合式设计并配有独特的铝合金管型伸缩节;电压互感器和避雷器的三相共筒式设计.     

252 kV紧凑型GIL三相三支柱绝缘子绝缘结构设计与优化

当GIL由单相运行转变为三相共箱时,滑动设计的支柱绝缘子绝缘结构将变得更为复杂,设计难度显著提高。为提升252 kV三相共箱式紧凑型GIL运行可靠性,应用有限元方法仿真分析了252 kV紧凑型GIL三相三支柱绝缘子电场分布特性,提取了电场设计指标值。将电场设计指标转化为去量纲化指标f,探讨了252 kV紧凑型GIL三相三支柱绝缘子f值随典型结构参数的变化规律,结合相对标准偏差分析得到了典型结构参数对各设计指标的影响程度。在此基础上,讨论了绝缘子的典型结构参数优化设计顺序与方法,给出了改进方案并分析了改善电极间电容分布以均匀金属件表面电场的方法。结果表明,改进方案的绝缘子表面合成场强、切向场强、嵌件表面场强分别降低了6.9%、11.1%、30.1%。改进方案使三相三支柱绝缘子的3个设计指标均满足了控制值要求,对252 kV紧凑型GIL中三相三支柱绝缘子的优化设计具有重要的指导与参考意义。     

1100kV GIS盆式绝缘子气泡缺陷下的有限元应力分析

建立了1 100 kV和252 kV气体绝缘开关设备(GIS)盆式绝缘子的三维模型,基于有限元原理计算分析了绝缘子在不同外部载荷作用下的应力分布特性,并研究了气泡缺陷的位置及尺寸对绝缘子应力分布的影响规律。结果表明:应力最大值随载荷增加呈线性升高趋势;气泡缺陷会使盆式绝缘子相应位置处应力分布发生畸变,造成表面和剖面应力最大值增加,当载荷从0.4 MPa增加到3.2 MPa,最大应力值比无气泡缺陷绝缘子增大了40%～70%;气泡位置和尺寸对局部应力的分布有显著影响,当气泡远离绝缘子根部应力集中部位时,其对应力畸变的影响减弱;相同载荷作用下,1 100 kV绝缘子应力最大值高于252 kV绝缘子。     

750kV GIS隔离开关用绝缘拉杆炸裂原因分析

盆式绝缘子、绝缘拉杆、支柱绝缘子等绝缘件作为GIS设备内部重要的绝缘、传动部件,故障率仅次于异物放电。通过绝缘拉杆运动特性分析、X射线成像检测、异物分析、微观分析、电场仿真分析等方法,对一起750 kV GIS 设备隔离开关交接试验过程击穿炸裂进行分析。针对分析结果给出了隔离开关的故障原因为连接机构侧的绝缘管粘接面加工操作不当造成了绝缘管层间疏松,导致粘接面存在气隙缺陷,缺陷逐渐延伸扩展,最终诱发绝缘拉杆层间连续放电通道。     

某220kV变电站66kV GIS故障原因分析

某220kV变电站66kV气体绝缘封闭组合电器(GIS)发生一起由隔离开关转动绝缘子质量问题引起的相间短路故障,母联断路器保护动作失灵致使故障扩大为三相短路,对本次故障的原因及发展过程进行了分析,通过本次故障中暴露出的设计和选型、安装和交接以及投运和日常运维环节存在的问题提出防范和改进措施。     

新型145 kV绝缘隔板机械强度研究

在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中,绝缘隔板起着隔离相邻气室、支撑导体的重要作用。绝缘隔板的机械强度是保证GIS安全可靠运行的基础。详细介绍了新型145 kV绝缘隔板的设计特点;应用有限元分析计算软件对其力学性能进行了数值仿真,计算结果表明,特定形状的中心嵌件可以有效提高其力学性能。该新型145 kV绝缘隔板在质量监督检验中心顺利通过了整套型式试验,进一步验证了其力学性能的可靠性。     

小型化SF_6气体绝缘金属封闭开关设备的研究开发

笔者利用电场数值分析等方法,对额定电流为3150 A、用于220 kV系统中的SF_6气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)进行了优化设计,针对GIS中的断路器、隔离及接地开关、盆式绝缘子、出线套管、油气套管、母线等各种元件,通过对其结构、布置方式、优化后的电场强度等各种因素的详细描述,展示了新产品的研发过程。设计优化后的252 kV GIS结构更加紧凑,尺寸更小,而且其额定电流由原来的3150 A提高到4000 A,并顺利通过了产品的型式试验。     

GIS盆式绝缘子典型缺陷的电场仿真

气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)是电力系统中的重要设备,盆式绝缘子作为GIS设备核心绝缘组件,对于GIS设备的安全稳定运行至关重要。盆式绝缘子故障是导致GIS无法正常运行的主要原因,文中设计了气隙缺陷、嵌件毛刺缺陷、单金属颗粒缺陷以及金属颗粒群缺陷四种典型放电缺陷类型,利用有限元静电场数值计算方法建立了252 kV盆式绝缘子的仿真模型。研究了不同典型缺陷模型的电场分布情况,分析了不同缺陷对电场的畸变情况。根据仿真结果设计了四种典型模型的缺陷尺寸参数,为GIS内部缺陷的模拟和试验提供了参考。