GIS组合电器三大控制关键环节
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摘要:GIS组合电器三大控制关键环节.1 GIS绝缘特性以及老炼、耐压;2 密封性检查;3 抽真度及含水量检查.
关键词:GIS 绝缘特性 耐压 1 GIS绝缘特性以及老炼、耐压
从工厂和现场实践证明,重要的是表面粗糙度和杂质的危害。SF6气体对由电极表面缺陷引起的微观电场不均匀度十分敏感,当SF6气体压力与表面粗糙度之积大于8MPa·靘,SF6气体压力与导电微粒长度之积大于7MPa·靘时,会引起局部电场畸变及强化,降低了放电电压;当气压与粗糙度之积为40MPa·靘时,击穿电压已下降了一半;当微粒长度为1mm时,击穿电压已降到七成,100mm时降低到三成。因此无论在工厂或现场都应做SI或LI试验,以验证GIS是否存在致命的绝缘性能缺陷。
放电实践表明,微粒通常容易积存在罐的底部,特别容易在垂直罐体和管道的水平盆式绝缘子的上表面处,这是法拉第笼效应的表现。在高电压的加压过程中,导电性杂质在电场的作用下立起,在电场力超过微粒重力时,微粒开始漂浮。由于带电后的下沉电压要比起始电压的电压值低得多,故杂质一旦立起就不容易倒置,在交流电场中导致了微粒处于振动和上浮的过程,是在不断上下振动中又逐渐上浮,处在"蹦蹦跳"的状态,微粒往往被驱赶到电场较弱处,特别是迁移到罐体边缘或盆式绝缘子边缘。在GIS装后正式耐压前,施加作用时间大于耐压时间,但电压较低的电压"老练",对于消除微米级细小微粒是***有效的。这种细小微粒往往要经过一、二次放电以后即被消除掉,可使耐压水平提高。如果老练时间过短,其结果可能使微粒振动上浮尚在途中,减少了悬浮微粒老练放电的概率,出现老练不完全现象。故每次老练时间应不少于5min,如有条件还应稍微延长老练时间。
2 密封性检查
通常采用聚乙烯塑料布局部包扎积累法测定,还要结合经常检查SF6压力表读数来作为密封性的辅助检查。气密性积累时间通常取24h较为方便。
密封主要取决于罐体焊接质量,其次是密封圈的制造、安装调整状况。要按照O形圈的压缩量(应小于20%)和修整的圆度;在清理罐体密封面的密封槽时,要用600号细砂纸,法兰边缘可以用锉刀、砂纸修磨。罐体加工后要用气压试验来检查密封情况,压力取高气压的1.25倍,用SF6与氟里昂混合气体加压,测量仪器的灵敏度为1×1011MPa·cm3·S-1?,在装试验时测SF6气体泄漏的灵敏度,要求可为1×10-8?。
水压试验是对罐体强度的考核,钢制罐的例行试验压力值取SF6高工作气压的1.3倍再加0.3MPa(大于钢制压力密器GB150-1998新中的1.25倍这个系数值,若是铸铝件其安全系数应把1.3倍改为1.5倍),对应断路器外壳设计压力为0.79MPa,其他气室为0.68MPa。作为型式试验时,压力远高于例行试验值,水压试验要先在1.8MPa保持5min,不出现水珠水雾,再加压到2.1MPa保持5min,一般钢罐的破坏强度为2.5MPa,大于设计压力的3倍。
3 抽真度及含水量检查
真空度的要求是继清洁度、密封性之后的第三个控制关键,是控制SF6含水量的重要保证措施,它不仅能减少SF6气体本身的水分,也减少了罐内其他物质(绝缘体、密封体等)内所含的水分,一般要求在充气之前真空度应达到133Pa(即1mmHg)再继续抽真空30Min,国内有些要求真空度40Pa。
固体绝缘介质表面吸附水膜时会使沿面电压分布不均匀,因而使闪络电压低于纯空气间隙的击穿电压,介质表面粗糙,也会使电场分布畸变,从而使闪络电压降低,在高气压时易发生凝露现象,表现更为明显。
水分对GIS运行影响的关键是在于把SF6气体露点必须控制在0℃以下,以防止温度变化会造成绝缘体表面上凝露,所附着的水珠和SF6电弧产物发生反应生成HF、SF6等低氟化物,这就是沿面的绝缘材料和金属表面劣化的主要原因。通常允许值把露点控制在-5℃,此时绝缘体表面凝结的不会是水珠而是冰晶,它对绝缘性能的使用几乎没有影响。
4 结论
(1)洁净度是装、安装中首要的控制要求,适当增加老练时间可以延长微粒层上浮过程,有助于微米级直径微粒的老练放电。
(2)密封性是GIS长期安全运行的关键,在整个制造、安装、运行各阶段的漏气检查,并从严要求。
(3)按***规定的真空度控制已完全能保证控制住SF6气体中含水量。
(4)GIS出厂和现场都宜做SI或LI试验,以大限度地消除所有绝缘缺陷。
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