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變頻串聯(lián)諧振耐壓裝置在GIS系統(tǒng)中的應(yīng)用分析
變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置在GIS系統(tǒng)中的應(yīng)用分析
1、變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)
變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置原理是通過(guò)電抗器的電感與被試品電容實(shí)現(xiàn)電容諧振，從而在被試品上獲得高電壓、大電流，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為了高電壓試驗(yàn)的一種新的方法與潮流，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到無(wú)數(shù)次的應(yīng)用和認(rèn)可。變頻串聯(lián)諧振是諧振式電流濾波電路，能夠有效改善電源波形畸變，獲得較好的正弦電壓波形，有效防止諧波峰值對(duì)被試品的誤擊穿。變頻串聯(lián)諧振工作在諧振狀態(tài)，當(dāng)被試品的絕緣點(diǎn)被擊穿時(shí)，電流立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的數(shù)十分之一。發(fā)生閃絡(luò)擊穿時(shí)，因失去諧振條件，除短路電流立即下降外，高電壓也立即消失，電弧即可熄滅。因?yàn)槠浠謴?fù)電壓的時(shí)間比較長(zhǎng)，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓之前就斷開(kāi)電源，因此很適用于高電壓、大容量的電力設(shè)備的絕緣耐壓試驗(yàn)。
2、變頻諧振高壓試驗(yàn)裝置在GIS系統(tǒng)中的應(yīng)用
GIS在工廠整體組裝完成以后進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)，在試驗(yàn)合格后，以運(yùn)輸單元的方式運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)安裝。運(yùn)輸過(guò)程中的機(jī)械振動(dòng)、撞擊等可能導(dǎo)致GIS原件或組裝件內(nèi)緊固件松動(dòng)或相對(duì)位移。安裝過(guò)程中，在聯(lián)結(jié)、密封等工藝處理方面存在失誤，導(dǎo)致電極表面刮傷或安裝錯(cuò)位引起電極表面缺陷，空氣中懸浮的塵埃、導(dǎo)電微粒雜質(zhì)和毛刺等在安裝現(xiàn)場(chǎng)又難以徹底清理，且難以檢查出來(lái)，將引發(fā)絕緣事故。由于試驗(yàn)設(shè)備和條件所限，早期的GIS產(chǎn)品多數(shù)未進(jìn)行嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)。事故統(tǒng)計(jì)表明，雖然不能保證經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)的GIS不會(huì)在運(yùn)行中發(fā)生絕緣事故，但是沒(méi)有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)的GIS卻大都發(fā)生了事故，因此GIS必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)。
GIS的現(xiàn)場(chǎng)耐壓采用交流電壓、振蕩操作沖擊電壓的振蕩雷電沖擊電壓等試驗(yàn)裝置進(jìn)行，交流耐壓試驗(yàn)是GIS現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)中常見(jiàn)的方法，它能夠有效地檢查異常的電場(chǎng)結(jié)構(gòu)(如電極損壞)。目前，由于試驗(yàn)設(shè)備和條件所限，現(xiàn)場(chǎng)一般只作交流耐壓試驗(yàn)。
(1)試驗(yàn)要求：
①GIS應(yīng)完全安裝好，SF6氣體充氣到額定密度，已完成主回路電阻測(cè)量、各元件試驗(yàn)以及SF6氣體微水含量和檢漏試驗(yàn)。所有電流互感器二次繞組接地，電壓互感器二次繞組開(kāi)路并接地。
②交流耐壓試驗(yàn)前，應(yīng)將下列設(shè)備與GIS隔離開(kāi)來(lái)：高壓電纜和母線；電力變壓器和大多數(shù)電磁式電壓互感器；避雷器和保護(hù)火花間隙。
③GIS的每一新安裝部位都應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，同時(shí)，對(duì)擴(kuò)建部分進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，相鄰設(shè)備原有部分應(yīng)斷電并接地。否則，對(duì)于突然擊穿會(huì)給原有設(shè)備帶來(lái)不良影響。
(2)試驗(yàn)電壓的加壓方法：
3、交流耐壓試驗(yàn)程序
GIS現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)的第一階段是"老練凈化"，其目的是清除GIS內(nèi)部可能存在的導(dǎo)電微粒或非導(dǎo)電微粒。這些微粒可能是由于安裝時(shí)帶入而清理不凈，或是多次操作后產(chǎn)生的金屬碎屑，或是緊固件的切削碎屑和電極表面的毛刺而形成的。"老練凈化"可使導(dǎo)電微粒移動(dòng)到低電場(chǎng)區(qū)或微粒陷阱中和燒蝕電極表面的毛刺，使其起不到絕緣危害作用。"老練凈化"電壓值應(yīng)低于電壓值，時(shí)間可取數(shù)分鐘。第二階段是耐壓試驗(yàn)，即在"老練凈化"過(guò)程結(jié)束后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，時(shí)間為1min。
4、如火如荼判斷現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)的結(jié)果
(1)如果GIS的每一部件均已按選定的完整試驗(yàn)程序承受規(guī)定的試驗(yàn)電壓而無(wú)擊穿放電，才認(rèn)為整個(gè)GIS通過(guò)試驗(yàn)。
(2)在試驗(yàn)過(guò)程中如果發(fā)生擊穿放電，則應(yīng)根據(jù)放電能量和放電引起的各種聲、光、電、化學(xué)等放電效應(yīng),以及耐壓試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行的其它故障診斷技術(shù)提供的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。遇有放電情況，可采取下列步驟：
①施加規(guī)定的電壓，進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，如果設(shè)備或氣隔還能經(jīng)受，則該放電是自恢復(fù)放電。如果重復(fù)試驗(yàn)電壓達(dá)到定值和規(guī)定時(shí)間時(shí)，則認(rèn)為試品合格，否則按下項(xiàng)進(jìn)行。
②設(shè)備解體，打開(kāi)放電氣隔，仔細(xì)檢查絕緣情況。在采取必要的恢復(fù)措施后，才能進(jìn)行下一次規(guī)定耐壓試驗(yàn)。
5、在GIS系統(tǒng)中耐壓試驗(yàn)擊穿故障如何定位的方法
如果在GIS系統(tǒng)中分段后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)的進(jìn)出線間隔較多，而試驗(yàn)過(guò)程中容易發(fā)生非自恢復(fù)放電或擊穿的情況，若只是單純的靠人耳的監(jiān)聽(tīng)不容易判斷故障發(fā)生的確切位置，且容易發(fā)生誤判而浪費(fèi)人力、物力和對(duì)設(shè)備造成不必要的損害。因此需要在現(xiàn)場(chǎng)需要故障定位器，此產(chǎn)品是以放電產(chǎn)生沖擊波而引起外殼振動(dòng)波原理研制而成的，可以確定放電間隔。每次耐壓試驗(yàn)前，將傳感器分別安裝在被試部分，特別是斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線與各間隔的連接部位絕緣子的連接外殼上。如因傳感器數(shù)量有限，使放電或擊穿發(fā)生未預(yù)報(bào)，則應(yīng)根據(jù)監(jiān)聽(tīng)放電的情況，降壓斷電后移動(dòng)傳感器，重新升壓直到找到放電或擊穿部位。
武漢科新電力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的變電站電氣設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)裝置，此裝置按照相關(guān)規(guī)程制作，可以滿足斷路器、變壓器、GIS系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)、電纜、套管、絕緣子等設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)。此產(chǎn)品的變頻電源采用進(jìn)口原器件及波形發(fā)生芯片，其中LED液晶彩屏和外接鼠標(biāo)能夠直接有效的完成各種參數(shù)的設(shè)置。具備高壓過(guò)壓保護(hù)、低壓過(guò)流、過(guò)流保護(hù)，以及失諧保護(hù)、零位、閃絡(luò)保護(hù)等多重保護(hù)功能，有良好的機(jī)械性能。產(chǎn)品的頻率調(diào)節(jié)主要是分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩種方式，能夠自動(dòng)尋找試驗(yàn)諧振點(diǎn)，保證諧振頻率在試驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生浮動(dòng)，是各個(gè)地區(qū)高壓試驗(yàn)部門及電力承裝、修試工程單位廣受好評(píng)的的耐壓試驗(yàn)設(shè)備。
試驗(yàn)電壓施加到每相導(dǎo)體和外殼之間，試驗(yàn)時(shí)分相進(jìn)行，其它非試相與外殼連接接地，從每相進(jìn)出線套管進(jìn)行加壓，試驗(yàn)中應(yīng)使GIS每個(gè)部件都至少施加一次試驗(yàn)電壓。同時(shí)，為避免在同一部位多次承受電壓而導(dǎo)致絕緣老化，試驗(yàn)電壓盡可能在幾個(gè)部位施加。現(xiàn)場(chǎng)一般僅作相對(duì)地交流耐壓，如果斷路器的隔離開(kāi)關(guān)在運(yùn)輸、安裝過(guò)程中受到損壞，或已經(jīng)過(guò)解體，應(yīng)作端口交流耐壓，耐壓值與相對(duì)地交流耐壓值一致，若GIS整體電容量較大，耐壓試驗(yàn)可分段進(jìn)行。
1、變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)
變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置原理是通過(guò)電抗器的電感與被試品電容實(shí)現(xiàn)電容諧振，從而在被試品上獲得高電壓、大電流，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為了高電壓試驗(yàn)的一種新的方法與潮流，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到無(wú)數(shù)次的應(yīng)用和認(rèn)可。變頻串聯(lián)諧振是諧振式電流濾波電路，能夠有效改善電源波形畸變，獲得較好的正弦電壓波形，有效防止諧波峰值對(duì)被試品的誤擊穿。變頻串聯(lián)諧振工作在諧振狀態(tài)，當(dāng)被試品的絕緣點(diǎn)被擊穿時(shí)，電流立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的數(shù)十分之一。發(fā)生閃絡(luò)擊穿時(shí)，因失去諧振條件，除短路電流立即下降外，高電壓也立即消失，電弧即可熄滅。因?yàn)槠浠謴?fù)電壓的時(shí)間比較長(zhǎng)，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓之前就斷開(kāi)電源，因此很適用于高電壓、大容量的電力設(shè)備的絕緣耐壓試驗(yàn)。
2、變頻諧振高壓試驗(yàn)裝置在GIS系統(tǒng)中的應(yīng)用
GIS在工廠整體組裝完成以后進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)，在試驗(yàn)合格后，以運(yùn)輸單元的方式運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)安裝。運(yùn)輸過(guò)程中的機(jī)械振動(dòng)、撞擊等可能導(dǎo)致GIS原件或組裝件內(nèi)緊固件松動(dòng)或相對(duì)位移。安裝過(guò)程中，在聯(lián)結(jié)、密封等工藝處理方面存在失誤，導(dǎo)致電極表面刮傷或安裝錯(cuò)位引起電極表面缺陷，空氣中懸浮的塵埃、導(dǎo)電微粒雜質(zhì)和毛刺等在安裝現(xiàn)場(chǎng)又難以徹底清理，且難以檢查出來(lái)，將引發(fā)絕緣事故。由于試驗(yàn)設(shè)備和條件所限，早期的GIS產(chǎn)品多數(shù)未進(jìn)行嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)。事故統(tǒng)計(jì)表明，雖然不能保證經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)的GIS不會(huì)在運(yùn)行中發(fā)生絕緣事故，但是沒(méi)有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)的GIS卻大都發(fā)生了事故，因此GIS必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)。
GIS的現(xiàn)場(chǎng)耐壓采用交流電壓、振蕩操作沖擊電壓的振蕩雷電沖擊電壓等試驗(yàn)裝置進(jìn)行，交流耐壓試驗(yàn)是GIS現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)中常見(jiàn)的方法，它能夠有效地檢查異常的電場(chǎng)結(jié)構(gòu)(如電極損壞)。目前，由于試驗(yàn)設(shè)備和條件所限，現(xiàn)場(chǎng)一般只作交流耐壓試驗(yàn)。
(1)試驗(yàn)要求：
①GIS應(yīng)完全安裝好，SF6氣體充氣到額定密度，已完成主回路電阻測(cè)量、各元件試驗(yàn)以及SF6氣體微水含量和檢漏試驗(yàn)。所有電流互感器二次繞組接地，電壓互感器二次繞組開(kāi)路并接地。
②交流耐壓試驗(yàn)前，應(yīng)將下列設(shè)備與GIS隔離開(kāi)來(lái)：高壓電纜和母線；電力變壓器和大多數(shù)電磁式電壓互感器；避雷器和保護(hù)火花間隙。
③GIS的每一新安裝部位都應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，同時(shí)，對(duì)擴(kuò)建部分進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，相鄰設(shè)備原有部分應(yīng)斷電并接地。否則，對(duì)于突然擊穿會(huì)給原有設(shè)備帶來(lái)不良影響。
(2)試驗(yàn)電壓的加壓方法：
3、交流耐壓試驗(yàn)程序
GIS現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)的第一階段是"老練凈化"，其目的是清除GIS內(nèi)部可能存在的導(dǎo)電微粒或非導(dǎo)電微粒。這些微粒可能是由于安裝時(shí)帶入而清理不凈，或是多次操作后產(chǎn)生的金屬碎屑，或是緊固件的切削碎屑和電極表面的毛刺而形成的。"老練凈化"可使導(dǎo)電微粒移動(dòng)到低電場(chǎng)區(qū)或微粒陷阱中和燒蝕電極表面的毛刺，使其起不到絕緣危害作用。"老練凈化"電壓值應(yīng)低于電壓值，時(shí)間可取數(shù)分鐘。第二階段是耐壓試驗(yàn)，即在"老練凈化"過(guò)程結(jié)束后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，時(shí)間為1min。
4、如火如荼判斷現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)的結(jié)果
(1)如果GIS的每一部件均已按選定的完整試驗(yàn)程序承受規(guī)定的試驗(yàn)電壓而無(wú)擊穿放電，才認(rèn)為整個(gè)GIS通過(guò)試驗(yàn)。
(2)在試驗(yàn)過(guò)程中如果發(fā)生擊穿放電，則應(yīng)根據(jù)放電能量和放電引起的各種聲、光、電、化學(xué)等放電效應(yīng),以及耐壓試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行的其它故障診斷技術(shù)提供的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。遇有放電情況，可采取下列步驟：
①施加規(guī)定的電壓，進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，如果設(shè)備或氣隔還能經(jīng)受，則該放電是自恢復(fù)放電。如果重復(fù)試驗(yàn)電壓達(dá)到定值和規(guī)定時(shí)間時(shí)，則認(rèn)為試品合格，否則按下項(xiàng)進(jìn)行。
②設(shè)備解體，打開(kāi)放電氣隔，仔細(xì)檢查絕緣情況。在采取必要的恢復(fù)措施后，才能進(jìn)行下一次規(guī)定耐壓試驗(yàn)。
5、在GIS系統(tǒng)中耐壓試驗(yàn)擊穿故障如何定位的方法
如果在GIS系統(tǒng)中分段后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)的進(jìn)出線間隔較多，而試驗(yàn)過(guò)程中容易發(fā)生非自恢復(fù)放電或擊穿的情況，若只是單純的靠人耳的監(jiān)聽(tīng)不容易判斷故障發(fā)生的確切位置，且容易發(fā)生誤判而浪費(fèi)人力、物力和對(duì)設(shè)備造成不必要的損害。因此需要在現(xiàn)場(chǎng)需要故障定位器，此產(chǎn)品是以放電產(chǎn)生沖擊波而引起外殼振動(dòng)波原理研制而成的，可以確定放電間隔。每次耐壓試驗(yàn)前，將傳感器分別安裝在被試部分，特別是斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線與各間隔的連接部位絕緣子的連接外殼上。如因傳感器數(shù)量有限，使放電或擊穿發(fā)生未預(yù)報(bào)，則應(yīng)根據(jù)監(jiān)聽(tīng)放電的情況，降壓斷電后移動(dòng)傳感器，重新升壓直到找到放電或擊穿部位。
武漢科新電力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的變電站電氣設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)裝置，此裝置按照相關(guān)規(guī)程制作，可以滿足斷路器、變壓器、GIS系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)、電纜、套管、絕緣子等設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)。此產(chǎn)品的變頻電源采用進(jìn)口原器件及波形發(fā)生芯片，其中LED液晶彩屏和外接鼠標(biāo)能夠直接有效的完成各種參數(shù)的設(shè)置。具備高壓過(guò)壓保護(hù)、低壓過(guò)流、過(guò)流保護(hù)，以及失諧保護(hù)、零位、閃絡(luò)保護(hù)等多重保護(hù)功能，有良好的機(jī)械性能。產(chǎn)品的頻率調(diào)節(jié)主要是分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩種方式，能夠自動(dòng)尋找試驗(yàn)諧振點(diǎn)，保證諧振頻率在試驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生浮動(dòng)，是各個(gè)地區(qū)高壓試驗(yàn)部門及電力承裝、修試工程單位廣受好評(píng)的的耐壓試驗(yàn)設(shè)備。
試驗(yàn)電壓施加到每相導(dǎo)體和外殼之間，試驗(yàn)時(shí)分相進(jìn)行，其它非試相與外殼連接接地，從每相進(jìn)出線套管進(jìn)行加壓，試驗(yàn)中應(yīng)使GIS每個(gè)部件都至少施加一次試驗(yàn)電壓。同時(shí)，為避免在同一部位多次承受電壓而導(dǎo)致絕緣老化，試驗(yàn)電壓盡可能在幾個(gè)部位施加。現(xiàn)場(chǎng)一般僅作相對(duì)地交流耐壓，如果斷路器的隔離開(kāi)關(guān)在運(yùn)輸、安裝過(guò)程中受到損壞，或已經(jīng)過(guò)解體，應(yīng)作端口交流耐壓，耐壓值與相對(duì)地交流耐壓值一致，若GIS整體電容量較大，耐壓試驗(yàn)可分段進(jìn)行。
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