一種特高壓gis現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)暫態(tài)過(guò)電壓抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開屬于電力設(shè)備過(guò)電壓防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于特高壓GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)沖擊 試驗(yàn)時(shí)暫態(tài)過(guò)電壓的抑制。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)負(fù)荷的飛速增長(zhǎng)，特高壓輸電已成為我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的必然趨勢(shì)，特高壓GIS因其具有絕緣性能好、占地面積小、運(yùn)行安全、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。運(yùn)行 中的GIS設(shè)備將不可避免地遭到雷電波的入侵，如果GIS內(nèi)部存在某些絕緣缺陷，在雷電波 的沖擊下，GIS設(shè)備很有可能發(fā)生閃絡(luò)故障，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成極大威脅。因 此，為檢測(cè)GIS設(shè)備內(nèi)部絕緣缺陷、排除故障隱患而進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)具有非常重要意 義。
[0003]進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)時(shí)，如果GIS設(shè)備內(nèi)部某處存在絕緣缺陷而發(fā)生擊穿，由于GIS設(shè)備體積小，節(jié)點(diǎn)間距小，擊穿引發(fā)的電壓波將會(huì)在裝置內(nèi)部發(fā)生多次折反射并相互疊加， 產(chǎn)生高頻電壓波，當(dāng)這一電壓波到達(dá)設(shè)備與電網(wǎng)的切斷點(diǎn)處時(shí)，將會(huì)由于電壓的全反射而 產(chǎn)生幅值很高的高頻暫態(tài)過(guò)電壓，對(duì)GIS內(nèi)其他不存在缺陷的位置構(gòu)成嚴(yán)重威脅，容易引 起二次擊穿而對(duì)其他絕緣良好的部件造成不必要的破壞。
[0004]與正常運(yùn)行的情況不同。一方面，現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)時(shí)，處于斷開狀態(tài)的GIS設(shè)備存在 開斷點(diǎn)，為電壓波全反射而引發(fā)高幅值暫態(tài)過(guò)電壓提供了條件，兩套間隔設(shè)備串聯(lián)與連接 三套間隔設(shè)備的試驗(yàn)工況下，由于空載套管的存在，高頻暫態(tài)過(guò)電壓在其頂端發(fā)生全反射， 導(dǎo)致過(guò)電壓幅值急劇升高，過(guò)電壓水平明顯高于其他試驗(yàn)工況，并高于特高壓GIS現(xiàn)場(chǎng)沖 擊試驗(yàn)所允許的暫態(tài)過(guò)電壓最大值；另一方面，傳統(tǒng)的磁環(huán)、避雷器等設(shè)備只能在GIS接入 電網(wǎng)后發(fā)揮保護(hù)作用，而現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)時(shí)，處于斷開狀態(tài)的GIS設(shè)備沒有磁環(huán)與避雷器等 設(shè)備的保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷與改進(jìn)需求，本公開提出了一種特高壓GIS現(xiàn)場(chǎng)沖擊試 驗(yàn)暫態(tài)過(guò)電壓的抑制方法。本方法能夠在GIS內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，有效抑制GIS內(nèi)產(chǎn)生的暫態(tài)過(guò) 電壓，保證暫態(tài)過(guò)電壓的幅值低于特高壓GIS現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)所允許的最高沖擊電壓幅值， 在未發(fā)生擊穿時(shí)，能夠保證GIS內(nèi)試驗(yàn)電壓波形與未接入抑制器時(shí)的電壓波形基本相同； 本方法涵蓋了所有現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)過(guò)程中GIS發(fā)生擊穿后能夠產(chǎn)生高幅值暫態(tài)過(guò)電壓的試 驗(yàn)工況，保證抑制器在暫態(tài)過(guò)電壓幅值較高的工況下接入試驗(yàn)回路；本方法能夠保證暫態(tài) 過(guò)電壓抑制器接線的穩(wěn)定性、空間電場(chǎng)的均勻性與裝置表面電壓分布的均勻性。
[0006]-種特高壓GIS現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)暫態(tài)過(guò)電壓的抑制方法，所述方法在與GIS電源側(cè) 分支母線相連的電源側(cè)套管一側(cè)通過(guò)高壓防暈導(dǎo)線與緊湊型沖擊電壓發(fā)生器相連，所述緊 湊型沖擊電壓發(fā)生器用于產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)規(guī)定幅值的雷電波；
[0007]并在與GIS的GIS空載套管側(cè)分支母線相連的空載套管頂端通過(guò)高壓防暈導(dǎo)線連 入暫態(tài)過(guò)電壓抑制器來(lái)實(shí)施，其中：
[0008] 所述暫態(tài)過(guò)電壓抑制器包括若干個(gè)位于一絕緣罐體中的、自上而下連接的單元模 塊，各個(gè)單元模塊之間通過(guò)接引銅排串聯(lián)連接；
[0009] 所述絕緣罐體中包括變壓器油；
[0010] 每個(gè)單元模塊包括一個(gè)電阻、一個(gè)電容，所述電阻和電容之間通過(guò)接引銅排串聯(lián) 連接；
[0011] 所述電阻、電容、接引銅排浸在變壓器油中；
[0012] 所述暫態(tài)過(guò)電壓抑制器的對(duì)外等效電阻為40~80Q，對(duì)外等效電容為800~ 900pF；
[0013] 所述接引銅排的規(guī)格為40mmX3mm以上；
[0014] 在最下面的單元模塊下設(shè)有接地銅排，其規(guī)格為50mmX3mm以上。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本公開的一個(gè)實(shí)施例中連接三套間隔設(shè)備下現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)暫態(tài)過(guò)電壓抑 制方法的電路示意圖；
[0016] 其中，1為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)雷電波、2為電源側(cè)套管、3為GIS電源側(cè)分支母線、4為末端盆 式絕緣子、5為第一套間隔設(shè)備、6為第二套間隔設(shè)備、7為第三套間隔設(shè)備、8為GIS空載套 管側(cè)分支母線、9為空載套管、10為接線銅排、11為暫態(tài)過(guò)電壓抑制器、12為GIS斷路器、13 為電流互感器、14為GIS隔離開關(guān)、15為GIS接地開關(guān)、16為GIS主母線；
[0017] 圖2為本公開的一個(gè)實(shí)施例中兩套間隔設(shè)備串聯(lián)下現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)暫態(tài)過(guò)電壓抑 制方法的電路示意圖；
[0018] 圖3-(a)、圖3-(b)為本公開的一個(gè)實(shí)施例中現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)兩種負(fù)載連接方式下 電源側(cè)分支母線末端絕緣子發(fā)生閃絡(luò)后空載套管頂端暫態(tài)過(guò)電壓抑制波形圖；
[0019] 圖4-(a)、圖4-(b)為本公開的一個(gè)實(shí)施例中現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)兩種負(fù)載連接方式下 未發(fā)生擊穿時(shí)電源側(cè)分支母線的電壓波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 在一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)施例中，提供了一種特高壓GIS現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)暫態(tài)過(guò)電壓的抑制方 法，所述方法在與GIS電源側(cè)分支母線相連的電源側(cè)套管一側(cè)通過(guò)高壓防暈導(dǎo)線與緊湊型 沖擊電壓發(fā)生器相連，所述緊湊型沖擊電壓發(fā)生器用于產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)規(guī)定幅值的雷電 波；
[0021] 并在與GIS的GIS空載套管側(cè)分支母線相連的空載套管頂端通過(guò)高壓防暈導(dǎo)線連 入暫態(tài)過(guò)電壓抑制器來(lái)實(shí)施，其中：所述暫態(tài)過(guò)電壓抑制器包括若干個(gè)位于一絕緣罐體中 的、自上而下連接的單元模塊，各個(gè)單元模塊之間通過(guò)接引銅排串聯(lián)連接；所述絕緣罐體中 包括變壓器油；每個(gè)單元模塊包括一個(gè)電阻、一個(gè)電容，所述電阻和電容之間通過(guò)接引銅排 串聯(lián)連接；所述電阻、電容、接引銅排浸在變壓器油中；所述暫態(tài)過(guò)電壓抑制器的對(duì)外等效 電阻為40~80Q，對(duì)外等效電容為800~900pF;所述接引銅排的規(guī)格為40mmX3mm以上； 在最下面的單元模塊下設(shè)有接地銅排，其規(guī)格為50mmX3mm以上。
[0022]在這個(gè)實(shí)施例中，在特高壓GIS現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)的兩套間隔設(shè)備串聯(lián)和連接三套間 隔設(shè)備的情況下，所述暫態(tài)過(guò)電壓抑制器能夠保證，發(fā)生故障后GIS設(shè)備內(nèi)的過(guò)電壓幅值 處于2. 4MV以下。所述兩套間隔設(shè)備串聯(lián)為3/2接線方式下第2套間隔設(shè)備與第3套間隔 設(shè)備串聯(lián)；所述連接三套間隔設(shè)備為3/2接線方式下三套間隔設(shè)備全部接入。在發(fā)生故障 時(shí)，所述裝置能夠?qū)^(guò)電壓產(chǎn)生抑制作用，在未發(fā)生故障時(shí)，所述裝置對(duì)正常的電壓幅值沒 有影響。
[0023] 本方法能夠有效抑制GIS內(nèi)發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的暫態(tài)過(guò)電壓，保證暫態(tài)過(guò)電壓的幅 值低于特高壓GIS現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)所允許的最高沖擊電壓幅值，在未發(fā)生擊穿時(shí)，能夠保證 GIS內(nèi)試驗(yàn)電壓波形與未接入抑制器時(shí)的電壓波形基本相同；本方法涵蓋了所有現(xiàn)場(chǎng)沖擊 試驗(yàn)過(guò)程中GIS發(fā)生擊穿后能夠產(chǎn)生高幅值暫態(tài)過(guò)電壓的試驗(yàn)工況，保證抑制器在暫態(tài)過(guò) 電壓幅值較高的工況下接入試驗(yàn)回路。
[0024] 電阻、電容均處于變壓器油的環(huán)境中，由于空氣的電氣強(qiáng)度無(wú)法保證設(shè)備在高幅 值沖擊電壓下不發(fā)生沿面閃絡(luò)，變壓器油具有比空氣高得多的電氣強(qiáng)度，設(shè)備浸在油中不 僅可以提高絕緣強(qiáng)度，而且還可以免受潮氣的侵蝕。變壓器油的比熱比空氣大得多，其對(duì) 流散熱效果好，保證絕緣性能的同時(shí)可作為冷卻劑。變壓器油的滅弧性能也優(yōu)于空氣，能夠 使電弧很快熄滅。并且，變壓器油具有下述優(yōu)點(diǎn)：凝固點(diǎn)低，能夠保證低溫環(huán)境下裝置的正 常使用；密度小，有利于油中水分和雜質(zhì)的沉淀；燃點(diǎn)高，能夠保證在裝置發(fā)熱時(shí)不發(fā)生閃 燃；粘度適中，粘度太大會(huì)影響對(duì)流散熱，粘度太小又會(huì)降低閃燃溫度；變壓器油雜質(zhì)含量 低，有效抑制酸、堿硫等雜質(zhì)對(duì)油中設(shè)備的腐蝕；變壓器油的抗老化性能好，不易發(fā)生氧化、 變質(zhì)。
[0025] 所述銅排規(guī)格為40mmX3mm以上，能夠保證所述暫態(tài)過(guò)電壓抑制器具有足夠的通 流能力。
[0026] 所述暫態(tài)過(guò)電壓抑制器的抑制效果取決于裝置的整體電容與整體電阻值，因而， 單元模塊內(nèi)，電阻與電容的上下順序不影響裝置抑制效果，只要保證裝置的整體電容在 800-900pE范圍內(nèi)、