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讲解变频谐振高压试验装置在GIS系统中的应用

讲解变频谐振高压试验装置在GIS系统中的应用
 
变频串联谐振耐压试验优点变频串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容实现电容谐振,在被试品上获得高电压、大电流,是当前高电压试验的一种新的方法与潮流,在国内外已经得到广泛的应用。变频串联谐振是谐振式电流滤波电路,能改善电源波形畸变,获得较好的正弦电压波形,有效防止谐波峰值对被试品的误击穿。变频串联谐振工作在谐振状态,当被试品的绝缘点被击穿时,电流立即脱谐,回路电流迅速下降为正常试验电流的.
 
 
一、变频串联谐振耐压试验优点 
    变频串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容实现电容谐振,在被试品上获得高电压、大电流,是当前高电压试验的一种新的方法与潮流,在国内外已经得到广泛的应用。 
 
    变频串联谐振是谐振式电流滤波电路,能改善电源波形畸变,获得较好的正弦电压波形,有效防止谐波峰值对被试品的误击穿。变频串联谐振工作在谐振状态,当被试品的绝缘点被击穿时,电流立即脱谐,回路电流迅速下降为正常试验电流的数十分之一。发生闪络击穿时,因失去谐振条件,除短路电流立即下降外,高电压也立即消失,电弧即可熄灭。其恢复电压的再建立过程很长,很容易在再次达到闪络电压断开电源,所以适用于高电压、大容量的电力设备的绝缘耐压试验,如:GIS变电所、高压交联电力电缆、发电机、大型变压器、隔离开关、互感器等。 
 
二、变频谐振高压试验装置在GIS系统中的应用 
 
    GIS在工厂整体组装完成以后进行调整试验,在试验合格后,以运输单元的方式运往现场安装。运输过程中的机械振动、撞击等可能导致GIS原件或组装件内紧固件松动或相对位移。安装过程中,在联结、密封等工艺处理方面存在失误,导致电极表面刮伤或安装错位引起电极表面缺陷,空气中悬浮的尘埃、导电微粒杂质和毛刺等在安装现场又难以彻底清理,且难以检查出来,将引发绝缘事故。由于试验设备和条件所限,早期的GIS产品多数未进行严格的现场耐压试验。事故统计表明,虽然不能保证经过现场耐压试验的GIS不会在运行中发生绝缘事故,但是没有进行现场交流耐压试验的GIS却大都发生了事故,因此GIS必须进行现场耐压试验。 
 
    GIS的现场耐压采用交流电压、振荡操作冲击电压的振荡雷电冲击电压等试验装置进行,交流耐压试验是GIS现场耐压试验中常见的方法,它能够有效地检查异常的电场结构(如电极损坏)。目前,由于试验设备和条件所限,现场一般只作交流耐压试验。 
 
    (1)试验要求: 
 
    ①GIS应完全安装好,SF6气体充气到额定密度,已完成主回路电阻测量、各元件试验以及SF6气体微水含量和检漏试验。所有电流互感器二次绕组接地,电压互感器二次绕组开路并接地。 
 
    ②交流耐压试验前,应将下列设备与GIS隔离开来:高压电缆和母线;电力变压器和大多数电磁式电压互感器;避雷器和保护火花间隙。 
 
    ③GIS的每一新安装部位都应进行耐压试验,同时,对扩建部分进行耐压试验时,相邻设备原有部分应断电并接地。否则,对于突然击穿会给原有设备带来不良影响。 
 
    (2)试验电压的加压方法: 
 
    试验电压施加到每相导体和外壳之间,试验时分相进行,其它非试相与外壳连接接地,从每相进出线套管进行加压,试验中应使GIS每个部件都至少施加一次试验电压。同时,为避免在同一部位多次承受电压而导致绝缘老化,试验电压尽可能在几个部位施加。现场一般仅作相对地交流耐压,如果断路器的隔离开关在运输、安装过程中受到损坏,或已经过解体,应作端口交流耐压,耐压值与相对地交流耐压值一致,若GIS整体电容量较大,耐压试验可分段进行。 
 
三、交流耐压试验程序 
 
    GIS现场交流耐压试验的第一阶段是"老练净化",其目的是清除GIS内部可能存在的导电微粒或非导电微粒。这些微粒可能是由于安装时带入而清理不净,或是多次操作后产生的金属碎屑,或是紧固件的切削碎屑和电极表面的毛刺而形成的。"老练净化"可使导电微粒移动到低电场区或微粒陷阱中和烧蚀电极表面的毛刺,使其起不到绝缘危害作用。"老练净化"电压值应低于电压值,时间可取数分钟。第二阶段是耐压试验,即在"老练净化"过程结束后进行耐压试验,时间为1min。 
 
四、现场耐压试验的结果判断 
 
    (1)如果GIS的每一部件均已按选定的完整试验程序承受规定的试验电压而无击穿放电,才认为整个GIS通过试验。 
 
    (2)在试验过程中如果发生击穿放电,则应根据放电能量和放电引起的各种声、光、电、化学等放电效应,以及耐压试验过程中进行的其它故障诊断技术提供的试验结果进行综合判断。遇有放电情况,可采取下列步骤: 
 
    ①施加规定的电压,进行重复试验,如果设备或气隔还能经受,则该放电是自恢复放电。如果重复试验电压达到定值和规定时间时,则认为试品合格,否则按下项进行。 
 
    ②设备解体,打开放电气隔,仔细检查绝缘情况。在采取必要的恢复措施后,方可进行下一次规定耐压试验。 
 
五、GIS耐压试验击穿故障的定位方法 
 
    若GIS分段后进行耐压试验的进出线间隔较多,而试验过程中发生非自恢复放电或击穿,仅靠人耳的监听难以判断故障发生的确切位置,且容易发生误判断而浪费人力、物力和对设备造成不必要的损害。若在现场采用以放电产生冲击波而引起外壳振动波原理研制的故障定位器,就可以确定放电间隔。每次耐压试验前,将传感器分别安装在被试部分,特别是断路器、隔离开关、母线与各间隔的连接部位绝缘子的连接外壳上。如因传感器数量有限,使放电或击穿发生未预报,则应根据监听放电的情况,降压断电后移动传感器,重新升压直到找到放电或击穿部位。
一、变频串联谐振耐压试验优点 
    变频串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容实现电容谐振,在被试品上获得高电压、大电流,是当前高电压试验的一种新的方法与潮流,在国内外已经得到广泛的应用。 
 
    变频串联谐振是谐振式电流滤波电路,能改善电源波形畸变,获得较好的正弦电压波形,有效防止谐波峰值对被试品的误击穿。变频串联谐振工作在谐振状态,当被试品的绝缘点被击穿时,电流立即脱谐,回路电流迅速下降为正常试验电流的数十分之一。发生闪络击穿时,因失去谐振条件,除短路电流立即下降外,高电压也立即消失,电弧即可熄灭。其恢复电压的再建立过程很长,很容易在再次达到闪络电压断开电源,所以适用于高电压、大容量的电力设备的绝缘耐压试验,如:GIS变电所、高压交联电力电缆、发电机、大型变压器、隔离开关、互感器等。 
 
二、变频谐振高压试验装置在GIS系统中的应用 
 
    GIS在工厂整体组装完成以后进行调整试验,在试验合格后,以运输单元的方式运往现场安装。运输过程中的机械振动、撞击等可能导致GIS原件或组装件内紧固件松动或相对位移。安装过程中,在联结、密封等工艺处理方面存在失误,导致电极表面刮伤或安装错位引起电极表面缺陷,空气中悬浮的尘埃、导电微粒杂质和毛刺等在安装现场又难以彻底清理,且难以检查出来,将引发绝缘事故。由于试验设备和条件所限,早期的GIS产品多数未进行严格的现场耐压试验。事故统计表明,虽然不能保证经过现场耐压试验的GIS不会在运行中发生绝缘事故,但是没有进行现场交流耐压试验的GIS却大都发生了事故,因此GIS必须进行现场耐压试验。 
 
    GIS的现场耐压采用交流电压、振荡操作冲击电压的振荡雷电冲击电压等试验装置进行,交流耐压试验是GIS现场耐压试验中常见的方法,它能够有效地检查异常的电场结构(如电极损坏)。目前,由于试验设备和条件所限,现场一般只作交流耐压试验。 
 
    (1)试验要求: 
 
    ①GIS应完全安装好,SF6气体充气到额定密度,已完成主回路电阻测量、各元件试验以及SF6气体微水含量和检漏试验。所有电流互感器二次绕组接地,电压互感器二次绕组开路并接地。 
 
    ②交流耐压试验前,应将下列设备与GIS隔离开来:高压电缆和母线;电力变压器和大多数电磁式电压互感器;避雷器和保护火花间隙。 
 
    ③GIS的每一新安装部位都应进行耐压试验,同时,对扩建部分进行耐压试验时,相邻设备原有部分应断电并接地。否则,对于突然击穿会给原有设备带来不良影响。 
 
    (2)试验电压的加压方法: 
 
    试验电压施加到每相导体和外壳之间,试验时分相进行,其它非试相与外壳连接接地,从每相进出线套管进行加压,试验中应使GIS每个部件都至少施加一次试验电压。同时,为避免在同一部位多次承受电压而导致绝缘老化,试验电压尽可能在几个部位施加。现场一般仅作相对地交流耐压,如果断路器的隔离开关在运输、安装过程中受到损坏,或已经过解体,应作端口交流耐压,耐压值与相对地交流耐压值一致,若GIS整体电容量较大,耐压试验可分段进行。 
 
三、交流耐压试验程序 
 
    GIS现场交流耐压试验的第一阶段是"老练净化",其目的是清除GIS内部可能存在的导电微粒或非导电微粒。这些微粒可能是由于安装时带入而清理不净,或是多次操作后产生的金属碎屑,或是紧固件的切削碎屑和电极表面的毛刺而形成的。"老练净化"可使导电微粒移动到低电场区或微粒陷阱中和烧蚀电极表面的毛刺,使其起不到绝缘危害作用。"老练净化"电压值应低于电压值,时间可取数分钟。第二阶段是耐压试验,即在"老练净化"过程结束后进行耐压试验,时间为1min。 
 
四、现场耐压试验的结果判断 
 
    (1)如果GIS的每一部件均已按选定的完整试验程序承受规定的试验电压而无击穿放电,才认为整个GIS通过试验。 
 
    (2)在试验过程中如果发生击穿放电,则应根据放电能量和放电引起的各种声、光、电、化学等放电效应,以及耐压试验过程中进行的其它故障诊断技术提供的试验结果进行综合判断。遇有放电情况,可采取下列步骤: 
 
    ①施加规定的电压,进行重复试验,如果设备或气隔还能经受,则该放电是自恢复放电。如果重复试验电压达到定值和规定时间时,则认为试品合格,否则按下项进行。 
 
    ②设备解体,打开放电气隔,仔细检查绝缘情况。在采取必要的恢复措施后,方可进行下一次规定耐压试验。 
 
五、GIS耐压试验击穿故障的定位方法 
 
    若GIS分段后进行耐压试验的进出线间隔较多,而试验过程中发生非自恢复放电或击穿,仅靠人耳的监听难以判断故障发生的确切位置,且容易发生误判断而浪费人力、物力和对设备造成不必要的损害。若在现场采用以放电产生冲击波而引起外壳振动波原理研制的故障定位器,就可以确定放电间隔。每次耐压试验前,将传感器分别安装在被试部分,特别是断路器、隔离开关、母线与各间隔的连接部位绝缘子的连接外壳上。如因传感器数量有限,使放电或击穿发生未预报,则应根据监听放电的情况,降压断电后移动传感器,重新升压直到找到放电或击穿部位。