1100kV盆式绝缘子研制开发

在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中,盆式绝缘子起着隔离相邻气室、支撑导体及绝缘的重要作用,研制开发高参数、高性能的1 100 k V盆式绝缘子是保证1 100 k V特高压GIS安全可靠运行的基础。详细介绍了所研制开发的1 100 k V盆式绝缘子的设计特点;应用有限元分析计算软件对其绝缘性能和机械性能进行了详细的计算分析,计算结果表明:接地屏蔽环可以有效降低其三交区电场强度。介绍了1 100 k V盆式绝缘子的浇注工艺。该1 100 k V盆式绝缘子在产品质量检测中心顺利通过了整套型式试验,其雷电冲击耐受水平高达2 880 k V,爆破压力最低达3.15 MPa,最高达4.0 MPa,验证了其绝缘性能及机械性能的高可靠性。     

1100kV盆式绝缘子改善机械强度的研究

1 100 kV盆式绝缘子是特高压GIS的关键部件,但制造难度较大,目前国内试制的盆式绝缘子机械强度略差,水压破坏值较低,成为制约其工程应用的瓶颈问题。在确保电、热性能的前提下,就如何改善盆式绝缘子的机械强度开展了研究。首先,尝试了环氧界面剂和导电橡胶两种嵌件处理工艺,通过改善中心嵌件与环氧树脂界面的接触效果改良了盆式绝缘子的机械强度;其次,设计了两种新的嵌件结构,得到了强度高、一致性好、接近国际领先水平的水压破坏结果。改进后的盆式绝缘子满足了技术规范要求,经严格考核后已应用于皖电东送工程,标志着中国已经具备了制造1 100 kV盆式绝缘子的能力。     

基于ANSYS的800 kV 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.     

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。     

一起220kV GIS漏气及盆式绝缘子破裂原因分析

介绍了东莞供电局220 kV P变电站1号主变压器高压侧2201断路器间隔气体绝缘金属封闭开关设备(gasinsulated metal enclose switchgear,GIS)漏气处理情况,分析了间隔漏气及盆式绝缘子破裂的原因并指出现场安装时紧固作业不规范以及绝缘子本身的机械强度不够是导致问题出现的主要原因。针对目前施工安装作业存在的隐患,建议安装过程中必须由GIS厂家全程参与现场安装指导监督;建议选用金属外壁盆式绝缘子以提高机械强度。     

110kV变电站GIS盆式绝缘子闪络事故分析

介绍110kV变电站主变压器差动保护动作的情况,对故障原因进行分析,提出处理意见。     

一起 252 kV GIS 盆式绝缘子放电故障分析

对一起252 kV GIS盆式绝缘子在送电过程中以及在修复后的耐压试验过程中沿面闪络放电故障进行了分析,结合故障录波、SF_6气体分解产物检测等技术手段确定了故障气室位置,解体分析了盆式绝缘子沿面放电故障原因和发展过程,提出金属嵌件与环氧树脂结合处工艺处理不良以及基建安装时绝缘子表面清理不彻底是导致放电的主要原因,最后提出了GIS设备在设计、安装调试等方面的几点建议。     

1100kV盆式绝缘子界面处理工艺及质量管控措施

1 100 k V盆式绝缘子是特高压GIS的关键部件,然而国内在设计、制造方面仍落后于国际领先水平,加快实现1 100 k V盆式绝缘子的国产化意义重大。在1 100 k V盆式绝缘子的研发过程中,机械强度偏低成为制约国产化应用的瓶颈,尝试了两种先进的界面处理工艺,结果表明采用导电橡胶工艺大幅提升了水压破坏值及其一致性,并通过了型式试验的考核。在产品批量化生产初期,产品合格率较低,存在较严重的外观质量缺陷,对此进行分析并制定了一系列切实可行的质量管控措施,成效显著,盆式绝缘子以高质量出厂并成功应用于"皖电东送"特高压输电工程。     

核电厂220 kV GIS盆式绝缘子缺陷分析及处理

针对核电厂一起220 kV GIS气体泄漏缺陷,先解体检查漏气气室,发现盆式绝缘子存在明显裂痕,然后分析盆式绝缘子缺陷的产生原因,最后对缺陷进行处理并进行交流耐压试验,以彻底消除缺陷.     

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。     

1 100kV GIS的研制开发

为提高我国特高压输变电工程的国产化能力,我国高压开关制造公司在引进消化国外公司1 100kV GIS制造技术的同时,立足自主创新和国产化目标,向国家第1条1 000kV试验线路提供1 100kV GIS国产化设备.在国产化的研制过程中,根据1 100kV GIS的研制基础、技术参数及性能结构,同时采用多种计算分析方法对设备进行分析,如母线绝缘结构计算分析、套管电场计算分析、绝缘件机械应力分析等,验证了国产化1 100kV GIS设备的可靠性,证实了我国特高压输变电设备的国产化能力.     

交流特高压晋东南变电站1 100 kV GIS 接地系统设计

在我国特高压交流试验示范工程中,晋东南1 000 kV变电站采用的1 100 kV 气体绝缘金属封闭开关设备（gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS）,为世界上首次投入商业运行的特高压交流GIS。该设备的接地系统设计,因其电压高、容量大而具有新的特点,结合施工条件提出了设置辅助地网的概念。通过对GIS的结构布置、接地点数目和可能通过的工频短路电流、雷电冲击电流和特高频电流大小的分析计算,最终确定了辅助地网网格大小。     

1 100 kV GIS用断路器的设计

介绍了所研制的1 100 kV、50 kA GIS用断路器的技术规范、基本结构及合闸电阻的合理布置;利用商用Maxwell2D,3D软件及专用的程序,对断路器灭弧室的电场分布情况进行了分析,对合闸电阻的热容量进行了计算,并做了相关的试验验证,证明该型断路器的开断性能良好,其所配用的合闸电阻的热容量满足使用要求。     

1 100 kV GIS避雷器的研究

文章提出了1100kVGIS避雷器主体结构、电阻片、均压结构、壳体及运行监测等方面的总体设计思路,结合国内外1100kV交流系统过电压与绝缘水平的研究成果,确定了1100kVGIS避雷器的性能参数,提出了经验判据、内部电场、热稳定性及材料等方面的要求,论述了实现这些性能参数的思路和途径。并依据所确定的参数给出了1100kVGIS避雷器的外形尺寸图。     

特高压1 100 kV GIS用母线的研制

目前发展特高压输电已经列入我国中长期发展规划,开发具有自主知识产权的特高压气体绝缘金属封闭开关(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)设备是保证特高压输电顺利实施的关键。母线是GIS设备的主要导电回路,设计具有高参数、高性能的母线结构是保证特高压1 100 kV GIS设备可靠运行的基础。介绍特高压1 100 kV GIS母线的技术参数和结构特点,对其绝缘性能、壳体机械性能及内部故障电弧进行详细分析及计算,型式试验的顺利通过和特高压浙北工程的顺利投运充分验证了该母线性能和结构的安全可靠性。     

新沈高1100kV GIS的结构及计算

介绍了国外特高压开关设备的发展状况和新沈高1 100 kV GIS中的断路器、隔离开关、接地开关、母线和套管等关键组成元件的主要结构特点;对其中盆式绝缘子、支持绝缘子、进出线套管等关键部件的绝缘性能进行了分析计算,以该产品为主体的HGIS将进入国网特高压交流的示范工程。     

一起110kV变电站GIS绝缘子故障定位分析

本文在对126kV GIS设备带电检测发现其存在放电故障,通过多种检测方法对故障进行了定位,判断了故障类型,对GIS带电检测具有一定的借鉴作用。     

1 100 kV GIS中VFTC的暂态特性研究

GIS隔离开关操作所产生的特快速暂态过电流（VFTC）不仅对GIS设备绝缘具有极大的破坏性,还会对二次设备造成严重的电磁干扰。但现有的研究多集中于暂态过电压（VFTO）,而忽略了VFTC的研究。针对这一现状,开展了特高压等级VFTC暂态特性的研究。因隔离开关操作条件下SF₆气体放电特性决定了VFTC的暂态特性,首先分析了SF₆气体的放电特性,讨论了SF₆气体不同放电阶段的阻抗变化规律,在此基础上采用分段原则建立了新型SF₆气体高频放电模型。利用该新型SF₆气体放电模型对某特高压GIS变电站的隔离开关操作所产生的VFTC波形进行了仿真计算。为研究VFTC的暂态特性,定义了VFTC的衰减时间常数,讨论了隔离开关加装阻尼电阻对VFTC暂态特性的影响。研究结果表明：特高压等级的VFTC有幅值高（可达几千安培）、频率高、主频分布宽（0~25 MHz）、衰减长（100 μs左右）等特点。加装阻尼电阻可大大提高VFTC的衰减速度,有利于VFTC的抑制,但阻尼电阻对主频分布影响较小。     

1 000 kV GIS(HGIS)接地设计方案

国家电网公司1 000 kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程已经成功投运。其中1 000 kV GIS(HGIS) 的接地设计,因其电压高、容量大而具有新的特点,结合施工条件提出了设置辅助地网的概念,同时分析论述了1 000 kV GIS（HGIS）感应电流情况和辅助地网的主要技术原则。