750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置的製作方法

2023-05-09 22:30:51 2

專利名稱：：750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置的製作方法
技術領域：
：本實用新型屬於高壓試驗
技術領域：
，涉及一種750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置。技術背景從GIS設備的本身特點來說，進行交流耐壓試驗和衝擊耐壓試驗對發現設備故障的類型不同，實際測試效果不一樣，兩種試驗手段具有互補性。從GIS設備的本身特點來說，可能出現的絕緣缺陷類型主要有以下兩種l.位置不固定的絕緣缺陷(主要是自由微粒侵入造成的)2.位置固定的絕緣缺陷(絕緣件的製造缺陷、電極表面的損傷等)。交流電壓對檢査自由導電微粒等雜質比較敏感，雷電衝擊電壓對檢査異常帶電結構比較敏感，操作衝擊電壓試驗對檢查存在的絕緣缺陷比較敏感。因此，GIS投運前增加衝擊耐壓試驗是非常必要的，特別是在高原乾燥、風沙大等特殊的氣象地理條件，GIS設備安裝時的潔淨度難以保證，出現問題的機率相對比低海拔地區要高。針對固定式的衝擊電壓試驗設備來說，國內已經比較成熟。對於500kVGIS設備現場衝擊耐壓試驗國內已有先例，例如己經在三峽電廠的GIS交接試驗中應用，證明是切實可行的，但目前對於750kVGIS設備現場衝擊耐壓試驗技術，國內外均處於摸索階段，尚無現場進行衝擊耐壓試驗的先例，並且在750kV示範工程中由於國內試驗條件的限制，沒有進行現場衝擊耐壓試驗。發明目的本實用新型的目的是提供一種750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置及方法，實現對330kV-750kVGIS設備現場衝擊耐壓試驗工作。本實用新型的技術方案是750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，它包括戶外移動式2400kV/240kJ衝擊電壓發生器本體、弱阻尼電容分壓器、配電櫃和計算機測量與控制系統，本體通過高壓引線與分壓器和試品電連接，配電櫃分別與本體電連接、與計算機測量和控制系統光電連接，弱阻尼電容分壓器與測量系統電連接；衝擊電壓發生器本體高度方向採用塔式組合結構，衝擊電壓發生器本體、驟阻尼電容分壓器及控制系統操作臺均有吊裝裝置，可以吊放在運輸車上；3衝擊電壓發生器本體水平橫向為四柱方形結構，每級兩隻電容器放在絕緣支架上，絕緣支架之間用環氧玻璃布板聯接，組成一個整體組件，組件之間用四根環氧玻璃鋼管支撐，共12級；其特徵在於每一級的電容器組件與其對應的放電球在運輸和使用時均固定連接為電容塔；衝擊發生器本體的電容器為乾式電容器，其12級電容塔每3級固定組合為一節，將12級電容塔變成4節；這樣將安裝12級電容塔的工作量減少為4節的工作量，大大節約安裝和拆卸的工作時間；每一節的高度低於3米；為了儘量減少現場的工作，還將最下面一節電容塔及直流充電裝置與底座固連成一整體，在設備安裝時底座為整個裝置的底座，在運輸時底座為貨櫃的底板。如上所述的750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，其特徵在於底座寬度為2.2米。將貨櫃的寬度由2.4米減小到2.2米，這樣設備的運輸就不再需要專門的貨櫃運輸車，只需普通的大卡車即可運輸。如上所述的750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，其特徵在於放電球的傳動連接採用鎖扣連接，現場不需要重新調整球距。如上所述的750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，其特徵在於為了方便運輸，衝擊電壓發生器本體的均壓罩及分壓器均壓環均釆用整體均壓環。採用上述750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，對GIS設備進行現場衝擊耐壓試驗，具體試驗步驟如下1將750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置按正確之順序安裝在GIS設備加壓套管附近(根據現場實際情況決定位置)，對主迴路進行衝擊耐壓試驗，非被試相接地；2檢査現場安全措施及衝擊電壓發生器接線是否正確，檢查接地線是否完全接好，調整波頭和波尾電阻；3接380V電源，並核實現場安全措施後準備加壓；4設定充電電壓後，加壓調整波形；如果波形不符合標準規定，降壓，懸掛接地線後重新調整波頭和波尾電阻；如果波形符合標準規定，設定電壓後對主迴路進行衝擊耐壓試驗。在開展現場衝擊耐壓試驗時，首先安裝衝擊電壓發生器本體裝置，產生試驗所需的4電壓波形(整套裝置可以改變級數使用)。由弱阻尼電容分壓器採集試品加壓端電壓信號後傳送到測量系統，並實時顯示波形，控制系統通過光纖傳輸與PLC進行通訊，以達到控制衝擊電壓發生器本體之目的。對於衝擊電壓發生器本體，我們選擇放棄常規的油浸式電容器而選擇乾式電容器，主要是因為乾式電容器移動方便，沒有瓷套管和油，設備在移動運輸和起吊安裝時不用擔心撞壞電容以及電容器的密封問題，降低了設備對運輸安裝人員的要求。此外乾式電容器為環氧材料澆鑄而成，力學性能也較好，結構上也簡單。電容的兩個電極在電容的兩端，自然爬電距離大，更適合在高原地區使用。為了方便快速拆裝將衝擊電壓發生器12級電容塔進行了結構優化，把3級整合為一節，將12級電容塔變成4節，這樣將安裝12級設備的工作量減少為4節的工作量，大大節約安裝和拆卸的工作時間。放電球的傳動連接採用鎖扣連接，現場不需要重新調整球距。為了方便運輸設備的均壓罩採用整體均壓環。為了儘量減少現場的工作還將最下面3級及直流充電裝置與裝置底座成一整體，在設備安裝時底座為整個設備的底座，在運輸時底座為貨櫃的底板。有益效果採用本試驗裝置，將安裝12級設備的工作量減少為4節的工作量，大大節約安裝和拆卸的工作時間，可對高海拔、乾燥地區750kV電壓等級GIS設備進行現場衝擊耐壓試驗，本試驗裝置的外絕緣較強，現場電暈對波形的影響較小。圖l，本實用新型實施例的試驗裝置整體連接示意圖。圖2.1，是圖l中試驗裝置的底座、直流充電裝置及本體第l、2節的俯視圖。圖2.2，是圖2.1的A-A剖視圖。圖3.1，是圖1中試驗裝置的本體的俯視圖第3、4節。圖3.2，是圖3.1的B-B剖視圖。圖4.1，是圖l實施例的分壓器、測控臺及均壓罩。圖4.2，是圖4.1的俯視圖。圖5，是本實用新型實施例的衝擊發生器電路原理框圖。圖6，正極性振蕩雷電波形圖。圖7，負極性振蕩雷電波形圖。具體實施方式以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。圖2.l中標記的說明1-乾式電容器，2-直流充電裝置，3-配電櫃，4-環氧玻璃鋼管，5-放電球，5.1-放電球隙，12—底座。圖4.1中標記的說明6-本體均壓罩，8-計算機測量與控制(光纖)系統，9-分壓器底座，10-調波電感，11-分壓器電容。圖4.2中標記的說明7-分壓器均壓環。參見圖1、圖2.1和圖4.1，本實用新型實施例750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，它包括移動式2400kV/240kJ衝擊電壓發生器本體、弱阻尼電容分壓器、配電櫃3和計算機測量與控制系統8，本體通過高壓引線與分壓器和試品電連接，配電櫃3分別與本體、與計算機測量與控制系統8光電連接，弱阻尼電容分壓器與計算機測量系統電連接。參見圖2.1和圖2.2，衝擊發生器本體的電容為乾式電容器1，每一級的電容器組件與其對應的放電球5在運輸和使用時均固定連接為一級電容塔；每3級電容塔整合為一節電容塔。在圖2.1和圖2.2中，將底座12中間的一節電容塔及直流充電裝置2與底座12固連成一整體，在設備安裝時底座為整個裝置的底座，在運輸時底座為貨櫃的底板，儘量減少現場的工作。該底座12中間的一節電容塔為衝擊發生器本體的最下面一節。底座12外端的一節電容塔為衝擊發生器本體的另外一節電容塔，它可拆卸的裝在底座12上，到了使用現場後吊裝在底座12中間的一節電容塔上，與之電連接後使用。圖3.l和圖3.2是另外兩節電容塔，它可拆卸的裝在貨櫃底座上，到了使用現場後吊裝在圖2.1所示的電容塔上，與之電連接後使用。衝擊發生器本體的電容器為乾式電容器，其12級電容塔每3級固定組合為一節，將12級電容塔變成4節；這樣將安裝12級電容塔的工作量減少為4節的工作量，大大節約安裝和拆卸的工作時間；每一節的高度低於3米。本實施例中底座12的寬度為2.2米。底座12即為貨櫃的底座，將貨櫃的寬度由2.4米減小到2.2米，這樣設備的運輸就不再需要專門的貨櫃運輸車，只需普通的大卡車即可運輸。本實施例中放電球5的傳動連接採用鎖扣連接，現場不需要重新調整球隙5.1。為了方便運輸，衝擊電壓發生器本體的均壓罩6及分壓器均壓環7均採用整體均壓環；參見圖5，該電路通過多個乾式電容器l並聯充電串聯放電而產生高壓脈衝，這個高壓脈衝對負載電容充電而形成衝擊電壓的波前部分，之後，經與負載電容並聯的負載電阻放電而形成波尾部分。進行衝擊耐壓試驗時，試驗電壓由GIS設備出線套管加入GIS，用衝擊電壓發生器對GIS設備進行衝擊耐壓試驗，可以有效的檢查GIS內因交流耐壓試驗不能發現的多種絕緣缺陷。以下是利用此套裝置對某126kVGIS設備開展衝擊耐壓試驗，本次試驗採用振蕩雷電波進行現場雷電衝擊耐壓試驗，分別對三相主迴路施加Ups^pXO.8雷電衝擊耐受電壓(對地)，電壓值為Up^550X0.8二440kV。衝擊正負極性各三次，先進行正極性衝擊，後做負極性衝擊。衝擊電壓發生器採用1並8級串聯接線方式，在50%試驗電壓下進行調波，電壓升至Ups的80X時進行第一次衝擊試驗，校準試驗發生器的效率，隨後進行電壓值為440kV的正負極性各三次衝擊試驗，如表1所示。表l振蕩雷電衝擊耐壓試驗數據tableseeoriginaldocumentpage7振蕩雷電衝擊耐壓試驗波形如圖6、圖7所示。對於750kV電壓等級GIS設備振蕩雷電衝擊試驗電阻配置如下衝擊電壓發生器本體1並12級串聯，帶分壓器波前電阻第一級為16〃16Q，其餘ll級為0.lmHxll半峰值電阻72Qxl2雷電衝擊加壓程序為50%試驗電壓調好波形，施加於GIS的雷電衝擊試驗電壓(Ups)按雷電衝擊耐受電壓UpX0.8計算，對GIS主迴路施加雷電衝擊試驗電壓，正負極性各三次。參見圖4.1和圖4.2,弱阻尼分壓器由三級分壓器電容11組成，有均壓環7，可以同時滿足現場工頻及衝擊電壓測量的需求。為了方便調波電感10的安裝將分壓器底座9設計為可移動。為了方便運輸將分壓器底座9設計為可摺疊式，通過千斤頂來調平。為了保證機械穩定從分壓器均壓環7到分壓器底座9的四周有四根拉杆。由於分壓器之間的連接孔比較少，外表比較光滑，只需在分壓器的法蘭連接部分塗上防水膠即可，對短時的陣雨不需要專門的防雨布。計算機測量與控制(光纖)系統8，主要由工業控制計算機、可編程序控制器(PLC)、可控矽調壓裝置、點火脈衝放大器、PLC操作控制櫃以及數字示波器、印表機等構成。通過光纖傳輸與PLC進行通訊，運用工控專業軟體編程設計成便於操作的控制工作界面，系統的運行參數及測量結果以數字量形式在計算機界面上進行實時顯示。在計算機上可以完成試驗裝置所有設定、運行、測量等參數，即可設定試驗裝置直流充電電壓、充電時間、放電球距、觸發方式和極性自動換接等，並監控和測量其運行狀態。具有手動控制和計算機控制、手動測量和自動測量等功能，各功能相對獨立，互為補充，從而確保試驗裝置的可靠性。整個計算機測量與控控制系統8無任何操作按鈕，所有運行參數均由計算機鍵盤操縱完成。測量分析軟體採用美國NI公司儀器測控專業軟體Labview技術的開發平臺編制，具有波形顯示、分析、成圖和列印等功能。按照高壓試驗的習慣設定測量參數，自動計算各個波形數據，所採用的計算方法完全符合GB/T16896.1-1997及IEC1083標準的要求。整個系統具有自動記錄、自動分析、報告輸出等三項基本功能。具有分析直觀、界面漂亮、操作方便等特點。控制上，為了防止高壓脈衝的幹擾，控制設計上採用了二級控制，對高壓進行二次隔離；為了防止對測量信號的幹擾，對所有控制中的測量信號進行了光電隔離保護；與上位機之間的控制採用了光纖通訊傳輸控制信號。減小了高壓試驗中的空間、地電位等幹擾問題。為了防止電源上的幹擾，在控制臺內專門設計安裝了隔離變壓器記過電壓保護裝置。整套設備採用貨櫃運輸，設備的所有零部件分裝在3個貨櫃內，具體位置分別如圖2.1和2.2、圖3.1禾B3.2、圖4.1和4.2所示，為了方便運輸我們在考慮保障高原絕緣耐壓的基礎上儘量縮小設備的體積，將貨櫃的寬度由2.4米減小到2.2米，這樣設備的運輸就不再需要裝們的貨櫃運輸車，只需普通的大卡車即可運輸。為保證運輸過程中不損壞設備元器件，特別對控制臺和充電變壓器設計了減震裝置。此外，還專門在貨櫃兩側設計了防盜門，便於設備長途運輸途中檢查設備的狀況，以便於及時處理問題。為了方便貨櫃起吊，專門設計貨櫃吊具。按照調波需要將配件及調波電阻的存放在每一給獨立的貨櫃內，並有詳細的銘牌清單，方便獨立操作。為了防雨，在本體均壓罩6和分壓器均壓環7上設計安裝了一個防雨布，可以在三五分鐘之內將設備罩在雨布之內。權利要求1、750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，它包括戶外移動式2400kV/240kJ衝擊電壓發生器本體、弱阻尼電容分壓器、配電櫃和計算機測量與控制系統，本體通過高壓引線與分壓器和試品電連接，配電櫃分別與本體電連接、與計算機測量和控制系統光電連接，弱阻尼電容分壓器與測量系統電連接；衝擊電壓發生器本體高度方向採用塔式組合結構，衝擊電壓發生器本體、弱阻尼電容分壓器及控制系統操作臺均有吊裝裝置，可以吊放在運輸車上；衝擊電壓發生器本體水平橫向為四柱方形結構，每級兩隻電容器放在絕緣支架上，絕緣支架之間用環氧玻璃布板聯接，組成一個整體組件，組件之間用四根環氧玻璃鋼管支撐，共12級；其特徵在於每一級的電容器組件與其對應的放電球在運輸和使用時均固定連接為電容塔；衝擊發生器本體的電容器為乾式電容器，其12級電容塔每3級固定組合為一節，將12級電容塔變成4節；每一節的高度低於3米；最下面一節電容塔及直流充電裝置與底座固連成一整體，在設備安裝時底座為整個裝置的底座，在運輸時底座為貨櫃的底板。2、如權利要求1所述的750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，其特徵在於底座寬度為2.2米。3、如權利要求1或2所述的750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，其特徵在於放電球的傳動連接採用鎖扣連接。4、如權利要求1或2所述的750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，其特徵在於衝擊電壓發生器本體的均壓罩及分壓器均壓環均採用整體均壓環。5、如權利要求3所述的750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，其特徵在於衝擊電壓發生器本體的均壓罩及分壓器均壓環均採用整體均壓環。專利摘要750kV電壓等級GIS設備移動式現場衝擊耐壓試驗裝置，它包括戶外移動式2400kV/240kJ衝擊電壓發生器本體、弱阻尼電容分壓器、配電櫃和計算機測量與控制系統，其特徵在於每一級的電容器組件與其對應的放電球在運輸和使用時均固定連接為電容塔；衝擊發生器本體的電容器為乾式電容器，其12級電容塔每3級固定組合為一節，將12級電容塔變成4節；每一節的高度低於3米；最下面一節電容塔及直流充電裝置與底座固連成一整體，在設備安裝時底座為整個裝置的底座，在運輸時底座為貨櫃的底板。採用本試驗裝置，將安裝12級設備的工作量減少為4節的工作量，大大節約安裝和拆卸的工作時間，可對高海拔、乾燥地區750kV電壓等級GIS設備進行現場衝擊耐壓試驗，本試驗裝置的外絕緣較強，現場電暈對波形的影響較小。文檔編號G01N27/92GK201273890SQ20082006875公開日2009年7月15日申請日期2008年7月28日優先權日2008年7月28日發明者何寶龍,馮敬華,吳童生,孟可風,鈞康,徐世山,軍李,王煜傑,艾曉宇申請人:青海電力科學試驗研究院;北京華天機電研究所有限公司