SF6高压开关学习资料-第七章

Copyright©2007Xi’anJiaotongUniversity西安交通大学高电压技术教研室丁卫东GIS装置及其绝缘技术《GIS装置及其绝缘技术》2007年10月1日Copyright©2007Xi’anJiaotongUniversity第七章GIS设备的现场安装和耐压试验Xi’anJiaotongUniversity-3-内容GIS设备的现场安装GIS设备的现场耐压试验Xi’anJiaotongUniversity-4-GIS设备的现场安装GIS设备的安装调试步骤：制造→出厂试验→运输→安装→现场试验在工厂中制造并进行出厂试验之后，以运输单元的方式运往安装工地，在现场组装后进行现场试验。运输单元(对GIL来说，其运输单元长12-18m，故必须考虑公路的运输能力)Xi’anJiaotongUniversity-5-GIS设备的现场安装现场安装前的检查：•土建施工符合图纸要求，主要包括开孔位置、预埋件是否符合设计•地面平整度、清洁度•墙面及天花板的清洁度•门窗以及通风设备(户内)的完整、现场物料的管理与安全•有无行车、吊车、吊钩•货物进场方便性以及吊装的方便性•采光/照明的合理性以及备用电源制定安装和调试的计划按清单清点GIS设备的各种部件是否齐备Xi’anJiaotongUniversity-6-GIS设备的现场安装GIS现场安装流程：•清洁安装区域及GIS部件•画地面轴线•间隔就位•模块拼装•气室抽真空•气室充SF6气体•二次电缆敷设、接线Xi’anJiaotongUniversity-7-GIS设备的现场安装清洁安装区域及GIS部件•打开气室之前，用吸尘器彻底清洗安装区域•清洁GIS部件，清洁所有要安装的金属部件和密封面：法兰的密封面和“O”形槽检查密封面是否有擦伤或类似损伤用细砂纸磨光擦伤处用吸尘器除尘清洁密封面“O”形圈安装前必须清洁，安装时将“O”形圈均匀压入密封槽导体接触面连接件屏蔽罩Xi’anJiaotongUniversity-8-GIS设备的现场安装气室抽真空和充气•气室抽真空通常情况下，一个模块为一个独立的气室。在模块拼接后，应立即对气室抽真空•气室充SF6气体气室真空处理完后，向气室内充SF6气体；先充至150kPa，待所有气室都已充到150kPa（第一次检漏）；再充到额定压力。压力以当前温度换算压力值为准；Xi’anJiaotongUniversity-9-GIS设备的现场安装•一次回路直流电阻试验•SF6密度继电器校验•GIS气室密封性试验(检漏)•GIS气室SF6气体微水试验•机械特性试验•一次回路绝缘及高压交流耐压试验•二次回路绝缘及功能试验•GIS与远方控制及保护联调试验•接地检查•PT、CT检查及特性试验•避雷器检查•电缆试验现场调试Xi’anJiaotongUniversity-10-GIS设备的现场耐压试验现场耐压试验的特点：•必要性•试验电压低于工厂试验电压•被试设备的尺寸大，对地电容量大。故现场耐压试验需要的电源容量大，万一发生放电，由于试品电容量大，放电造成的破坏也大。现场耐压试验的目的：检查总体装配的绝缘性能是否完好。防止设备在运输、贮存和安装过程中可能发生的问题，包括零部件松动、脱落，电极表面刮伤或安装错位引起的电极表面缺陷，导电微粒污染以及工具遗忘在装置内等Xi’anJiaotongUniversity-11-GIS设备的现场耐压试验试验时可以断开与试品相连的某些部位：•与GIS相连的高压电缆和架空线•电力变压器和大多数电压互感器•避雷器和保护间隙(限制了电压的大小)进行现场耐压试验实时，鉴于下列原因，宜通过断路器和隔离开关的操作，将整个断路器分为几个部分：•便于确定放电性故障的位置•如发生放电性故障，可限制放电能量•限制试验电源的容性负载Xi’anJiaotongUniversity-12-GIS设备的现场耐压试验试验电压波形：•交流电压交流电压试验对检查介质污染是相当灵敏的，且在大多数情况下对检查异常的电场强度也有足够的灵敏度。标准规定，试验电压的频率在10-300Hz范围内。交流试验可与GIS的老练同时进行。•冲击电压雷电冲击试验对检查异常的电极结构比较敏感。因试品的电容量比较大，现场试验比较困难，标准规定，雷电波的波前时间可延长到8s，如果采用振荡的雷电冲击波，则波前时间可延长到15s。对于较高电压的GIS，使用操作冲击波来检查存在的介质污染和异常电场结构比较有效，操作波既可以采用非周期性波，也可采用振荡波，到达峰值的时间为150s–1ms为宜•直流电压直流试验不适用交流GIS设备Xi’anJiaotongUniversity-13-GIS设备的现场耐压试验试验电压值：(1)交流电压不低于出厂试验电压的80%(2)雷电冲击和操作冲击试验时，分别不低于工厂中相应试验电压的80%，正负极性个施加三次试验电压，而且在进行冲击耐压前应先使试品承受5min最高工作电压。对于220kV级及以下的设备，工厂中不做操作冲击电压试验，这种情况下现场操作冲击耐压值取为现场雷电冲击试验电压的80%。Xi’anJiaotongUniversity-14-GIS设备的现场耐压试验串联谐振的交流耐压装置现场试验时，由于试品的容量比较大，故需要容量比较大的实验电源。一种办法是使用串联谐振的交流耐压装置eUCjLjRI)1(CjLjRUCjUec11当达到谐振时01CjLjeecUjQRUCjU-1故当谐振回路的品质因素Q较大时，电源容量可以较小。Xi’anJiaotongUniversity-15-GIS设备的现场耐压试验串联谐振的交流耐压装置的好处：(1)装置质量轻，所需电源容量小(2)当试品击穿时，电流受串联电抗的限制，故放电电流较小，试品受到的破坏较小(3)电压波形好。回路产生基波谐振，基波以外的分量阻抗比较大，故谐波分量较小如何达到谐振？L，C，01CjLj产生谐振的条件Xi’anJiaotongUniversity-16-GIS设备的现场耐压试验工频串联谐振:调节L或者C•采用铁芯气隙可调节的电抗器，电感可在较宽的范围内连续变化(可变化10-20倍)•采用固定电抗器，给试品并联适当的电容，使回路接近谐振Xi’anJiaotongUniversity-17-GIS设备的现场耐压试验变频串联谐振装置:调节固定高压电抗器，试验回路采用变频装置供电，频率在一定范围内连续可调(10-300Hz)CLπfn21产生谐振的条件L必须满足的条件①：mlnCπfL2)2(1L必须满足的条件②：mnmmnlmILCULfUI2当试验电压较高时，可采用多个电抗器串联。Xi’anJiaotongUniversity-18-GIS设备的现场耐压试验变频(50Hz附近)谐振装置:固定L，选择并入或不并C，在314(50Hz附近)左右调节将试验频率限制在45Hz-65HzXi’anJiaotongUniversity-19-GIS设备的现场耐压试验振荡操作冲击波发生器•冲击电压发生器)1(20crTLRpggmeCCCUU发生器的效率峰值时间pgpgcrCCCCLT其中2121CCCCCCp一般峰值时间在150s至1ms之间，发生器效率大于1.6优点：•适用于试品电容量大且电压高的情况•试验装置的运输非常方便Xi’anJiaotongUniversity-20-GIS设备的现场耐压试验•用试验变压器产生振荡操作冲击电压利用已充电的电容器对高压变压器或电压互感器的低压绕组放电，在高压侧得到振荡操作冲击电压，为调节输出波形，可在变压器低压线圈侧接入电阻、电容等调波元件。Xi’anJiaotongUniversity-21-GIS设备的现场耐压试验•用串联谐振试验装置产生振荡操作冲击波利用串联谐振交流耐压试验装置，试验时先将调压器调到事先预定的位置，然后合闸。tSineQUUQtec)1(220.050.10.150.2-100-5050100Xi’anJiaotongUniversity-22-GIS设备的现场耐压试验内部击穿故障点的定位现场耐压试验和故障后的维修时需要对故障点的定位技术，以缩短工作时间并减少费用局部放电击穿放电气体分解光振动和声电磁波温度和压力定位故障位置Xi’anJiaotongUniversity-23-GIS设备的现场耐压试验•化学的方法气相色谱仪气体检测管电阻型薄膜敏感元件固体电解质传感器←扩散型SO2、HF气体检测管吸引型气体检测管Xi’anJiaotongUniversity-24-GIS设备的现场耐压试验•测温度的方法红外热像仪热敏漆热敏漆的温度升高到一定值时，颜色发生改变当GIS或GIL发生电弧接地时，弧根处外壳温升可达100℃以上，整个外壳温度也略有升高。Xi’anJiaotongUniversity-25-GIS设备的现场耐压试验•机械的方法机械型振动传感器当GIS或GIL发生电弧接地时，外壳会发生振动，同时内部有压力波从故障点向管道两端传播。Xi’anJiaotongUniversity-26-GIS设备的现场耐压试验压力波传感器)(211tcLl故障位置可精确定位，然而安装比较困难Xi’anJiaotongUniversity-27-GIS设备的现场耐压试验测光辐射的方法SF6吸收光的能力较强，故灵敏度是一个问题测磁场的方法当发生接地故障时，电弧会在故障点的金属壳外部产生一个轴向的磁场分量，检测该磁场亦可以对故障进行定位导体电流相位鉴别法Xi’anJiaotongUniversity-28-练习(1)安装GIS设备前一般要做一些什么准备工作？(2)GIS设备在做现场耐压试验时，一般采用什么样的波形和试验电压幅值？(3)如何解决GIS设备现场试验时，GIS电容量较大带来的问题？