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。     

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。     

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。     

特高压盆式绝缘子工艺技术研究

为满足特高压开关设备对于盆式绝缘子电气性能和力学性能的特殊要求,在常规浇注配方的基础上通过添加一定比例的脂环族环氧树脂,同时采用三段固化工艺制造高性能盆式绝缘子,并对其性能进行测试分析。结果表明：与常规配方材料相比,新配方的盆式绝缘子电气强度提高了27.6%,热变形温度提高了20.2%,热电老化寿命达到40年以上。高性能盆式绝缘子通过全部工频和雷电冲击裕度试验,水压破坏强度达到4.6 MPa。     

一起500 kV HGIS盆式绝缘子故障分析

针对一起多重雷击过程中发生的500 kV HGIS盆式绝缘子故障,采用故障树分析方法,重点从盆式绝缘子电场强度校核、制造质量、运行中遭受的雷电冲击过电压及开关开断产生的异物等方面开展了分析,认为该盆式绝缘子故障原因是长期运行中开断产生的微量粉尘积累并附着在法兰电场较高位置,引起电场畸变,在多重雷电过电压作用下,诱发了盆式绝缘子放电并彻底击穿。为防止盆式绝缘子损坏,在线路雷击跳闸后,应分析故障录波,及时发现多重雷击现象。对同塔架设线路存在感应电压异常的,应在条件允许的情况下开展HGIS气室内部清理,优化盆式绝缘子运行环境。     

±200 kV直流盆式绝缘子的研制

盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)设备研制的核心元件,直流电压下绝缘子长期承受单极性直流电场作用,其表面会积聚大量电荷,导致固-气界面处局部电场畸变,极易引发绝缘子沿面闪络,降低设备的绝缘水平.本研究借鉴直流绝缘子的相关研究成果,通过合理控制绝缘子表面场强及提高绝缘材料的电阻率实现对表面电荷积聚的抑制,借助仿真手段指导结构优化设计,完成了绝缘子浇注并通过交直流应力下的介电试验及力学性能试验,验证了设计的正确性.     

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。     

特高压气体绝缘金属封闭开关设备用盆式绝缘子的质量控制

为改进特高压气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的盆式绝缘子,在充分考虑生产、运输、运行过程中绝缘子的各种工况及兼顾产品技术水平、综合性能和工艺稳定性考核的情况下,从型式试验、材料试验、工艺控制和出厂检测等方面开展研究,提出了相应的质量控制措施。大量抽样试验结果表明,满足所提型式试验要求的绝缘子的水压破坏平均值在3.1~3.8 MPa之间,远高于标准要求的2.4 MPa;其标准偏差在0.32~0.65 MPa之间,因此提出的措施有效提高了特高压盆式绝缘子的质量稳定性。     

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气体绝缘开关设备用盆式绝缘子中心嵌件结构设计EI北大核心CSCD

为改善1 100 k V GIS用盆式绝缘子的机械性能,在现有盆式绝缘子中心嵌件结构(结构A)的基础上,重新设计了B、C 2种结构,对其进行了界面力学仿真和水压试验;并仿真计算、分析了其绝缘性能。结果表明,B、C 2种结构均能显著提高盆式绝缘子水压破坏强度值、减小分散性。但结构C的绝缘裕度较低,个别三交区位置的电场强度已经超出了许用值。因此,综合考虑机械和电气性能,宜优先采用结构B的盆式绝缘子。     

嵌入局放探测器的252kV盆式绝缘子可靠性评估

文中首先完成了252 kV盆式绝缘子嵌入局放探测器后的模型构建,然后基于ANSYS软件的静电场分析模块和受力分析模块完成了含和不含局放探测器的2种252 kV盆式绝缘子的电场计算分析和受力分析。通过计算分析比较,能够确认252 kV盆式绝缘子嵌入局放探测器后,其电场分布较未加金属探测器时更加均匀,而其受力也在许可范围内。因此,252 kV盆式绝缘子中嵌入局放探测器是可行的。     

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。     

盆式绝缘子的优化设计

为改善小型化盆式绝缘子的电气性能和机械性能,在现有盆式绝缘子结构的基础上,重新设计绝缘件内部嵌件的结构,调整嵌件与地电位屏蔽环的距离,同时增大嵌件圆弧曲率半径,运用仿真软件分析优化方案的电气性能和机械性能。综合考虑各因素的影响,在原设计基础上实现盆式绝缘子电气性能和机械性能的优化设计。     

220 kV变电站组合电器盆式绝缘子开裂分析

以某变电站气室盆式绝缘子放电开裂为例,对绝缘子进行了宏观检查、尺寸测量、计算机射线局部检测,用显微镜对开裂脱落物形貌进行观察分析。发现绝缘子开裂源位于块状脱落物中心,并在安装过程中形成宏观裂纹,靠近盆子边缘的裂纹尖角处先行放电。结果表明,盆式绝缘子在制造过程中绝缘材料加料搅拌不均形成凝块是开裂的主要原因。     

基于有限元仿真和遗传算法的1100kV盆式绝缘子电气、机械性能综合优化

为提高盆式绝缘子的电气、机械和热性能,开展了1 100 kV盆式绝缘子的结构优化工作。首先,在给出1 100 kV盆式绝缘子电、力、热场设计控制值的基础上,对盆式绝缘子结构进行了参数化,基于有限元仿真模型探究了局部参数改变对盆式绝缘子电气、机械性能的影响规律;然后,根据局部参数的影响规律,提出了盆式绝缘子电气、机械性能综合优化方案以及基于遗传算法的结构参数优化方法;最后,根据遗传算法及有限元仿真,实现了盆式绝缘子的结构优化,优化后盆式绝缘子的最大场强降低约10%,且满足其对机械性能的要求。     

110kV盆式绝缘子法兰金属缺陷局部放电研究

针对现有运行的带金属法兰和未采用全屏蔽内环的盆式绝缘子中,会出现局部放电时而不时的发生现象,采用有限元仿真和试验验证,确认了这种现象发生的原因是由于盆式绝缘子浇注体与金属法兰之间的缝隙气隙分布不均匀造成的。为了解决存在的问题,提出通过调节螺栓来调节缝隙气隙的均匀度、采用全屏蔽内环设计的解决方案。实践证明,2种解决方案都是有效的、可行的。     

500kV GIS盆式绝缘子故障原因分析与处理

简要介绍了一起500 kV GIS断路器故障过程及动作保护情况,将故障断路器返厂解体后发现断路器与两侧互感器之间的盆式绝缘子均有裂纹,其中左侧盆式绝缘子裂纹已导致局部放电。经对盆式绝缘子进行电气试验验证,排除了制造缺陷产生纹裂的可能,最终通过综合分析得知,其纹裂是安装时法兰螺栓力矩紧固不均匀引起盆式绝缘子受力不均所导致的。     

核电厂220kVGIS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.