1100kV特高压交流变电站开关设备低温应对措施

随着特高压交流工程建设的不断开展,越来越多特高压变电站将建设在低温地区。由于特高压开关设备普遍采用SF_6气体绝缘,在低温地区使用会存在低温液化问题,降低设备运行稳定性,提升电网运行风险,需采取措施提高设备耐受低温能力。基于设备重要性的考虑,对于1 100 kV GIS,宜采用户内布置方式。对于户外使用的1 100 kV出线套管和分支母线可采用降低气压的方法降低气体液化温度。对于其他电压等级的GIS设备,可在设备外壳加装加热装置,按一定程序对设备气室加热,保证绝缘和灭弧介质SF_6的状态稳定。上述低温应对措施均通过了低温试验考核,试验结果将为后续低温特高压站的建设和运行提供指导。     

低环温下特高压GIS设备SF6气体状态管理系统研究

特高压GIS设备中大量采用纯净SF_6气体作为绝缘和灭弧介质。SF_6气体的温度、湿度、纯度及其分解产物是影响特高压GIS设备可靠性重要因素之一。随着特高压工程大规模建设,出现极低温站址,此环境下SF_6气体易液化和出现高概率内部放电故障,严重影响特高压电网安全稳定运行。为提高低环温下特高压GIS设备运行可靠性,文中基于不同媒介热平衡理论和一定工况下气体状态方程,并采用红外温度采集、微量气体微积分分析及电化学检测技术设计一种新型SF_6气体状态管理系统。同时介绍了系统功能、硬件结构和软件控制流程。通过现场应用,数据检测可靠、系统运行稳定,应用结果表明该新型SF_6气体状态管理系统可确保低环温下特高压GIS设备安全稳定运行。     

运行与检修问答?

<正> [问]SF_6气体中的水分会带来那些危害?[答]水分的危害最主要的是在电弧作用下SF_6气体产生的反应.在电弧或电晕的作用下,SF_6气体将被分解为SF_4,SO_2F_2(氟化硫酰),SOF_2(氟化亚硫酰),HF(氢氟酸)和SO_2等有害物质.生成物HF是所有酸中腐蚀性最强的.SO_2遇水会生成亚硫酸H_2SO_2,它也是一种腐蚀件物质.由此看来如果SF_6气体中含有水分,不仅会降低设备的绝缘强度而且危害人体健康.另外SF_6气体中混杂的水分通常以水蒸汽形式存在,在较低温度下,水蒸汽可能凝结成露附着在零件表面,如附着在绝缘件表面就可能产生沿面放电.实际上SF_6开关设备的内绝缘事故主要是由SF_6气体中水分凝露造成的.     

-50℃条件下SF_6/N_2混合气体的击穿特性

为研究低温条件下SF_6/N_2混合气体的击穿特性,搭建了温度可控的气体击穿试验系统,采用棒板电极模型模拟GIS内部极不均匀电场,对SF_6/N_2混合气体的工频及雷电冲击击穿特性进行了研究。结果表明:只要保证固定的充气比例和密度下混合气体不发生液化,温度变化对SF_6/N_2混合气体的绝缘性能基本无影响,且SF_6/N_2混合气体的极性效应比纯SF6气体更明显。     

关于SF_6混合绝缘气体几个重要问题的探讨

六氟化硫(SF_6)气体的温室效应及低温易液化的特性限制了它的应用。目前,SF_6混合绝缘气体(SF_6/N_2、SF_6/CF_4等)因其较低的液化温度及较好的电气性能,被认为是目前最具发展前景的替代介质,开始被应用于电气设备中。由于与纯SF_6气体在性质上有较大的区别,SF_6混合绝缘气体大规模推广应用之前,需要先研究解决许多关键的技术难题。文中对SF_6混合绝缘气体应用过程中混合气体水分、混合比、分层以及泄漏问题进行探讨,有助于SF_6混合绝缘气体的推广应用。     

电力设备中SF_6混合绝缘气体净化分离技术的探究

为解决SF_6气体的温室效应及低温易液化问题的日益突出,SF_6/N_2、SF_6/CF_4等混合绝缘气体被认为是目前最有发展前景的替代介质,开始在气体断路器(GIC)以及气体输电管线(GIL)、GIS母线等非灭弧气室中推广应用。然而,大规模推广应用前,必须先解决混合气体的回收、净化处理等关键问题。由于SF_6混合绝缘气体与纯SF_6气体性质上有较大的区别,文中针对SF_6/N_2和SF_6/CF_4混合绝缘气体特性,提出了用多级高分子膜、深冷相变分离和低温精馏方法联用的混合气体分离净化方案,经过处理后能得到较高纯度的SF_6气体和CF_4气体,N_2纯度达到99%,可直接排放至大气。     

关于SF_6电气设备气体含水量测量单位的探讨

<正>对SF_6电气设备安装和运行中的气体应加强对水分含量的控制,因为它不仅会引起电气设备的腐蚀,还可使其绝缘能力大大下降。国标和部标(简称“际准”)中规定,水分测量单位均以10~(-6)(体积比)表示,这是一个无量纲单位、是一个相对值,它不能准确反映设备中SF_6气体水分含量的绝对值,并且与气体压强无关,因而不能很好地反映电气设备含水量增加情况。如果以电气设备中SF_6气体的露点温度来反映水分含量,就可以弥补现行标准中表示法的缺陷,使SF_6气体中水分含量与电气设备绝缘情况的关系更为明确。 一、露点温度能直接表示设备 内是否会产生凝露 露点温度或霜点温度(以下简称露点),以DP表示,它是指在保持压强为一定的状态下,降低待测气体温度至某一数值时.待测气体中的水蒸汽达到饱和状态,开始凝露或结霜,此时温度,称为该种气体的露点(℃)。换句话说,露点是指湿气凝结成液体时的温度,可以解释为水蒸汽存在的量。     

SF_6/N_2混合气体的126kV GIS母线的研制

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GIS设备可靠运行的基础。现在大部分的GIS母线在使用绝缘性能较好的SF_6气体作为绝缘介质。介绍了126 kV GIS用SF_6/N_2混合气体母线的相关参数、气体混合比的选择及环境经济效益,对混合气体母线的绝缘性能和温升性能进行了详细的分析计算,型式试验的顺利通过验证了SF_6/N_2混合气体母线的可靠性。     

SF_6电气设备中微水对固体绝缘材料闪络电压的影响

SF_6气体中过量的水分一定条件下会凝露在固体绝缘材料表面,严重降低材料绝缘强度,甚至导致绝缘故障。研究微水量对绝缘材料闪络电压的影响对于科学制订SF_6电气设备中微水量控制标准具有重要意义。为此通过实验研究了不同温度条件下SF_6气体中微水量的变化规律及微水对固体绝缘材料闪络电压的影响规律。结果显示:环境温度不变时,微水几乎不影响绝缘材料的闪络电压。当环境温度骤变时,SF_6气体的相对湿度会出现升高,甚至可以达到100%。微水量在一定范围内对绝缘材料闪络电压没有影响,随着微水量逐渐增大,绝缘材料闪络电压出现降低,且降低程度随微水量的增多而增大。环境温度骤升时绝缘材料闪络电压更易受微水影响,且温度变化范围也对微水的威胁有很大影响,低温范围内温度变化更易使水蒸气凝露。此外,实验结果显示对于大温差地区,现行的水分控制标准过于宽松,对不同温差的地区可以考虑制订不同的微水量控制标准。     

GIS母线用SF_6-N_2混合气体混合比例的研究

为减少温室效应气体SF6的使用量,从SF_6-N_2混合气体绝缘特性理论分析和试验研究两方面分析GIS设备用SF_6-N_2混合气体作为绝缘介质的可行性,结合SF_6-N_2混合气体绝缘性能和GIS母线罐体及元件承受压力能力,提出了GIS母线试应用SF_6-N_2混合气体绝缘时最佳体积混合比例。     

水分对SF_6电气设备的影响和湿度测量的影响因素分析

通过分析SF_6气体绝缘设备中水分的状态和影响气体湿度测量的因素,说明了温度是影响SF_6湿度的主要因素,测试仪器及被测设备的状态也会对测试结果产生影响;在应用SF_6气体湿度标准时,相应的校正是必要的。     

低温SF_(6)/CF_(4)混气中绝缘子闪络电压的概率分布北大核心CSCD

SF_(6)/CF_(4)混合气体主要应用于低温环境下的气体绝缘电气设备中,气固交界面是设备的绝缘薄弱环节,有必要研究低温环境下SF_(6)/CF_(4)混合气体中的绝缘子沿面闪络特性。文中首先分析了SF_(6)/CF_(4)混合气体的基本绝缘和液化特性,据此选择0.7 MPa 50%SF_(6)/50%CF_(4)混合气体进行-50~20℃温度范围内的圆柱形绝缘子沿面闪络试验,同时开展了0.5 MPa SF_(6)气体在-35~20℃温度范围内的对照试验。其次采用威布尔分布分析了沿面闪络电压的概率分布特性。发现SF_(6)/CF_(4)混合气体中的绝缘子沿面闪络电压服从威布尔分布,利用威布尔分布可反映不同累积概率下的闪络电压及其分散性,其特征闪络电压随温度降低呈先下降再上升最后再下降的变化趋势。建议0.7 MPa 50%SF_(6)/50%CF_(4)混合气体的最低使用温度不低于-40℃,该值低于0.5 MPa SF_(6)气体的最低使用温度建议值-35℃,研究结果对SF_(6)/CF_(4)混合气体在低温下的应用具有参考意义。     

六氟化硫气体泄漏带电检测关键点分析及应用

SF_6气体泄漏会影响高压电气设备的绝缘强度,严重时会造成设备处于闭锁状态,甚至酿成安全事故,所以SF_6气体泄漏检测工作非常重要。早期的检漏方法是在设备停电状态下进行,文中利用SF_6气体对特定红外波长的光吸收特性,在带电状态下进行检测,保证了设备的可靠运行,该技术适用于GIS设备、以六氟化硫为绝缘介质的断路器和互感器等高压电气设备上SF_6气体泄漏点的查找。本文对该技术的关键点进行了深入分析,已成功应用于变电站的现场实测。     

基于红外的GIS内部导体温度检测技术研究

为预防气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)触头过热缺陷,解决传统测温技术无法实现GIS设备内部触头温度准确检测的难题,提高GIS设备内部触头温度的测量精度,提出一种基于红外热成像GIS内部导体温度检测技术。通过不同光程和气压条件下SF_6吸收率试验,对影响红外测温精度的光程和SF_6气体压力进行分析,得到光程、气体压力与温度修正值的关系,并计算得到温度补偿算法;将该温度补偿算法应用在红外测温装置中,能够根据被测物的光程和SF_6气体压力准确测得GIS内部导体实际温度。最终的试验结果显示,该红外测温仪在加入补偿算法后能够较准确地测量出GIS设备气室内触头的实际温度。     

特殊环境下绝缘拉杆对SF_6气体影响的研究

为了实现超高压开关在特殊环境下的安全运行,研究了不同温度、湿度以及压力下绝缘拉杆对SF_6气体的影响。研究结果表明:环境温度越高、湿度越大、压力越高,绝缘拉杆对SF_6气体的影响越大,这对超高压开关中绝缘拉杆的选择、特殊环境下设备的定期检测和实时监控提供了依据和参考。     

基于饱和水蒸汽压公式的SF6气体绝缘的评价

水汽混合在SF6气体之中,使设备绝缘件受潮或出现凝露水,高压电气设备就会存在安全隐患甚至导致事故发生.基于饱和水蒸汽压公式,通过对SF6气体水份测量的数据计算,得到凝露温度及相对湿度,对SF6气体绝缘进行详细评价,并给出了计算实例.     

冰箱的凝露现象及防凝露设计

凝露是由于高温、高湿的气体在遇到低温物体时,当达到露点温度而在其表面液化为液体的现象。由于冰箱体内的温度远低于箱体外的温度,箱体内的冷量通过绝热层和门封条向箱体外扩散,故箱体的表面、门体的表面温度较低,遇到高温、高湿的气体就会凝结成露,产生凝露现象。凝露分为雾状、珠状、     

SF_6电气设备中水分控制标准的研究

当SF_6气体中的水分含量超过一定浓度时,绝缘能力会受到破坏,进而威胁高压电气设备的安全运行。为了制订合理的水分控制标准,通过精确控制实验罐体中微水量,研究了SF_6气体中水分含量对圆柱形环氧树脂绝缘模型闪络电压的影响规律,结合实验数据,探讨了3种常见微水控制形式的可行性与优缺点。结果表明:采用体积分数形式可以有效控制气体中的绝对水蒸汽含量,抑制有害分解物的生成,但测量时需对温度进行修正,不易操作;相对湿度可以反映水分的凝露裕度,且可在不同温度下直接进行测量判断,但无法反映气体中绝对水蒸汽含量的多少,不利于控制放电分解物的产生;露点温度不能准确反映气体中水分的真实凝露温度,因此以露点温度0℃控制微水量的方法并不科学。另外,根据实验结果,建议将2×10-4和15%分别作为体积分数和相对湿度形式的水分控制限值,为国家标准的修正提供了参考。     

抽真空对SF_6开关气体水分的影响

SF_6气体作为性能良好的绝缘介质,在超高压电气设备中得到了广泛的应用。对SF_6绝缘电器设备抽真空是净化和检漏的重要手段,SF_6气体水分含量是影响设备安全运行的一个重要指标。     

新型环保绝缘气体的研究进展

随着全球能源互联网的不断发展,对于电力设备的小型化、智能化、环保清洁化要求越来越高。SF_6气体由于其具有良好的绝缘性能和灭弧性能被广泛地应用到气体绝缘全封闭组合电器(gas-insulated switchgear,GIS)和气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated transmission lines,GIL)中,对于提高输电容量及电力设备的小型化、智能化具有重要作用,但是SF_6气体的排放会加剧全球温室效应。因此,研究能够有效替代SF_6的新型环保绝缘气体得到越来越多的关注。从绝缘性能和灭弧性能两方面介绍国内外对SF_6替代气体的研究现状及最新研究成果,旨在为我国在SF_6替代气体的研究方面提供一定的参考。