直流叠加雷电冲击电压试验结果与分析

作者： 国自电气 时间：2024-08-19 09:23:37 阅读：142

    GIS母线盆式绝缘子洁净状态时,对GIS母线单独施加±1675kV或±2400kV雷电冲击电压各10次，1100 kV与550 kV GIS母线试验段均未发生闪络，分析认为2400kV作为1100kV GIS母线的雷电冲击耐受电压,该电压下母线不易发生闪络,550kV GIS母线雷电耐受冲击电压虽为1675kV,但其存在较大的绝缘裕度,也未发生闪络。

    对GIS母线开展了预加直流叠加雷电冲击电压试验,统计各种工况下发生闪络的试验结果,见表。上述试验结果绘制见图5、6。图5横坐标为直流电压,纵坐标为直流与雷电冲击电压的叠加电压。图6横坐标为自沉e,坐标为雷电冲击电压。两个图中灰点农尔及生内络时对应的电压,黑点表示没有发生闪络时对应的电压。

    由表1可知,雷电冲击电压幅值为2400 kV时，负极性直流叠加负极性雷电冲击电压时母线共发生11次闪络,其中预加-225kV直流电压时闪络3次，预加-360 kV直流电压时内4E杨性雷电冲流电压时闪络4次。正极性直流叠加正极性雷电冲击电压时仅发生1次闪络,在异极性叠加试验中,母线均未发生闪络。

    综合单独雷电冲击电压试验结果分析，单独-2400 kV雷电冲击电压时, GIS母线未发生闪络,而叠加超过-225 kV直流电压时,发生了多次闪络,说明叠加负极性直流电压时,母线较单独雷电冲击电压更易闪络,母线耐受雷电冲击电压水平有所下降,其中-450kV直流叠加-2400 kV雷电冲击电压时,与单独-2400 kV雷电冲击电压作用时比较﹐叠加的雷电冲击闪络电压幅值大约下降28.5%。结合图5、6可知,随着负极性直流电压的上升,闪络时叠加的雷电冲击电压幅值以及两者叠加值均有减小的趋势。分析认为,GIS母线是稍不均匀场,当预加负极性直流电压时,相较雷电冲击电压作用,高压中心导杆附近有更充分时间积聚正电荷,尤其是高压中心导杆、SF6气体﹑盆式绝缘子3结合点处局部场强更大,同时叠加雷电冲击电压作用时,3结合点处局部场强比单独雷电冲击电压作用时局部场强更大,更易闪络,因此负——负极性叠加比单独雷电冲击电压作用时闪络电压更低。随预加直流电压的提高,这种影响更明显。

    由图5、6不同极性组合叠加试验结果比较,负——负极性叠加的闪络电压比正——正极性叠加闪络电压更低,也更易闪络。分析认为,GIS母线作为稍不均匀场,预加负极性直流电压时,高压中心导杆附近,尤其是与SF6气体、盆式绝缘子3结合点附近易积聚正电荷,电场畸变比施加正极性电压更严重,叠加同极性的冲击电压时更加强了这种效果,因此,负极性叠加时更易闪络。

    母线放电的路径主要是盆式绝缘子沿面,或先从母线导杆经气体间隙发展到盆式绝缘子再沿盆式绝缘子沿面发展。其中一次典型的盆式绝缘子放电闪络痕迹见图7,闪络时直流电压为-226.01 kV,雷电冲击电压为-1862.09kV,叠加电压为-2088.10 kV。由图7可以看出,闪络发生在盆式绝缘子凹面7点钟方向,直接从高压中心导杆、SF6气体﹑盆式绝缘子3结合点处起始,并沿着盆式绝缘子表面发展至母线筒体。

    考虑到预加直流电压时间对盆式绝缘子表面电荷集聚的影响,还开展了预加直流电压时间为0.5、2、4 h的叠加雷电冲击电压试验,不同预加时间对闪络电压未见明显影响,分析认为可能是由于盆式绝缘子绝缘裕度较大或加压时间不足,预加的直流电压未使盆式绝缘子表面电荷发生明显变化。

1、直流叠加操作冲击电压试验结果与分析

    GIS母线盆式绝缘子洁净状态时,对GIS母线单独施加±1300 kV 或±1800 kV操作冲击电压各10次,盆式绝缘子均未发生闪络。

    对GIS母线开展预加直流叠加操作冲击电压试验,试验结果见图8.9。图8中横坐标为直流电压，纵坐标为直流与操作冲击电压的叠加电压;图9中横坐标为直流电压,纵坐标为操作冲击电压。两个图中灰点表示发生闪络对应的电压,黑点表示没有发生闪络对应的电压。

从图8和图9可以看出:①操作冲击电压幅值为1300 kV时,在各种组合的叠加电压下,盆式绝缘子均未发生闪络;②操作冲击电压幅值为1800 kV时,仅在负极性直流叠加负极性操作你由出电'体式绝缘子发生两次闪络,且两次闪络放电均由气体间隙起始﹐气体间隙击穿后发展至盆式绝缘子沿面。而在其他极性的叠加电压时盆式绝缘子均未发生闪络。直流叠加操作冲击电压试验中的放电规律与上述雷电冲击相似。开展了预加直流电压时间为0.5、2、4 h的叠加操作冲击电压试验,不同预加时间对闪络电压未见明显影响,原因与叠加雷电冲击电压相同。

2、结论

1)GIS母线内部处于洁净状态下,单独±2400 k V雷电冲击电压或单独±1800 kV操作冲击电压作用时,GIS母线均未发生闪络。

2)负极性直流叠加负极性冲击电压作用时，550kV GIS母线段多次发生闪络,负—负极性叠加比单独冲击电压作用时闪络电压更低,负—负极性叠加的闪络电压比其他极性组合叠加的闪络电压更低,其中-450kV直流叠加-2400 kV雷电冲击电压时,与单独-2400 kV雷电冲击电压作用时比较，叠加的雷电冲击闪络电压幅值大约下降28.5%。