一種特高壓gis現(xiàn)場沖擊試驗暫態(tài)過電壓抑制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本公開屬于電力設備過電壓防護技術領域，尤其適用于特高壓GIS設備現(xiàn)場沖擊試驗時暫態(tài)過電壓的抑制。
【背景技術】
[0002]隨著電網負荷的飛速增長，特高壓輸電已成為我國電網建設的必然趨勢，特高壓GIS因其具有絕緣性能好、占地面積小、運行安全、維護方便等諸多優(yōu)點而被廣泛應用。運行中的GIS設備將不可避免地遭到雷電波的入侵，如果GIS內部存在某些絕緣缺陷，在雷電波的沖擊下，GIS設備很有可能發(fā)生閃絡故障，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構成極大威脅。因此，為檢測GIS設備內部絕緣缺陷、排除故障隱患而進行的現(xiàn)場沖擊試驗具有非常重要意義。
[0003]進行現(xiàn)場沖擊試驗時，如果GIS設備內部某處存在絕緣缺陷而發(fā)生擊穿，由于GIS設備體積小，節(jié)點間距小，擊穿引發(fā)的電壓波將會在裝置內部發(fā)生多次折反射并相互疊加，產生高頻電壓波，當這一電壓波到達設備與電網的切斷點處時，將會由于電壓的全反射而產生幅值很高的高頻暫態(tài)過電壓，對裝置內其他不存在缺陷的位置造成威脅，引起二次擊穿等不必要的破壞。
[0004]與正常運行的情況不同，一方面，現(xiàn)場沖擊試驗時，處于斷開狀態(tài)的GIS設備存在開斷點，為電壓波的全反射引發(fā)高幅值暫態(tài)過電壓提供了條件；另一方面，傳統(tǒng)的磁環(huán)、避雷器等設備只能在GIS接入電網后發(fā)揮保護作用，而現(xiàn)場沖擊試驗時，處于斷開狀態(tài)的GIS設備沒有磁環(huán)與避雷器等設備的保護。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的以上缺陷與改進需求，本公開提出了一種特高壓GIS現(xiàn)場沖擊試驗暫態(tài)過電壓的抑制裝置。
[0006]一種特高壓GIS現(xiàn)場沖擊試驗暫態(tài)過電壓的抑制裝置，所述裝置包括若干個位于一絕緣罐體中的、自上而下連接的單元模塊，各個單元模塊之間通過接引銅排串聯(lián)連接；
[0007]所述絕緣罐體中包括變壓器油；
[0008]每個所述單元模塊包括一個電阻、一個電容，所述電阻和電容之間通過接引銅排串聯(lián)連接；
[0009]所述電阻、電容、接引銅排浸在變壓器油中；
[0010]所述裝置的對外等效電阻為40?80 Ω，對外等效電容為800?900pF ；
[0011]所述接引銅排的規(guī)格為40mmX3mm以上；
[0012]在最下面的單元模塊下設有接地銅排，其規(guī)格為50mmX3mm以上。
[0013]在特高壓GIS現(xiàn)場沖擊試驗的兩套間隔設備串聯(lián)和連接三套間隔設備的情況下，所述裝置能夠發(fā)揮抑制作用，對過電壓產生抑制，保證故障后GIS設備內的暫態(tài)過電壓幅值處于2.4MV以下。而在未發(fā)生故障時，所述裝置不影響正常的電壓使用。
[0014]與傳統(tǒng)的磁環(huán)與避雷器相比，本公開對與電網斷開的GIS設備有效，尤其適用于GIS設備的現(xiàn)場沖擊試驗中發(fā)生故障后的暫態(tài)過電壓抑制，此外，與傳統(tǒng)的磁環(huán)與避雷器相比，本公開使用方便、靈活高效。一方面，本公開能夠有效抑制GIS設備現(xiàn)場沖擊試驗發(fā)生故障后的暫態(tài)過電壓，且不會引起GIS內其他點的暫態(tài)電壓幅值升高；另一方面，在GIS設備現(xiàn)場沖擊試驗未發(fā)生故障時，本公開對GIS內的電壓波形與幅值影響極小。
【附圖說明】
[0015]圖1為本公開的一個實施例中特高壓GIS現(xiàn)場沖擊試驗暫態(tài)過電壓抑制裝置的示意圖；
[0016]其中，1為脈沖電容器、2為雙線無感電阻、3為絕緣墊塊、4為變壓器油、5為絕緣罐體、6為密封塞、7為可動式底座、8為支撐桿、9為防震滾輪、10為第一均壓環(huán)、11為第二均壓環(huán)、12為第三均壓環(huán)、13為絕緣拉桿、14為接引銅排、15為接地銅排、16為金屬導桿、17為高壓接線端子；
[0017]圖2為本公開的一個實施例中絕緣墊塊的結構示意圖；
[0018]圖3為本公開的一個實施例中現(xiàn)場沖擊試驗故障后暫態(tài)過電壓抑制波形圖；
[0019]圖4為本公開的一個實施例中現(xiàn)場沖擊試驗無故障電壓波形圖。
【具體實施方式】
[0020]在一個基礎實施例中，提供了一種特高壓GIS現(xiàn)場沖擊試驗暫態(tài)過電壓的抑制裝置，所述裝置包括若干個位于一絕緣罐體中的、自上而下連接的單元模塊，各個單元模塊之間通過接引銅排串聯(lián)連接；
[0021]所述絕緣罐體中包括變壓器油；
[0022]每個所述單元模塊包括一個電阻、一個電容，所述電阻和電容之間通過接引銅排串聯(lián)連接；
[0023]所述電阻、電容、接引銅排浸在變壓器油中；
[0024]所述裝置的對外等效電阻為40?80 Ω，對外等效電容為800?900pF ；
[0025]所述接引銅排的規(guī)格為40mmX3mm以上；
[0026]在最下面的單元模塊下設有接地銅排，其規(guī)格為50mmX3mm以上。
[0027]在這個實施例中，在特高壓GIS現(xiàn)場沖擊試驗的兩套間隔設備串聯(lián)和連接三套間隔設備的情況下，所述裝置能夠保證GIS設備內的過電壓幅值處于2.4MV以下。所述兩套間隔設備串聯(lián)為3/2接線方式下第2套間隔設備與第3套間隔設備串聯(lián)；所述連接三套間隔設備為3/2接線方式下三套間隔設備全部接入。
[0028]電阻、電容均處于變壓器油的環(huán)境中，由于空氣的電氣強度無法保證設備在高幅值沖擊電壓下不發(fā)生沿面閃絡，變壓器油具有比空氣高得多的電氣強度，設備浸在油中不僅可以提高絕緣強度，而且還可以免受潮氣的侵蝕。變壓器油的比熱比空氣大得多，其對流散熱效果好，保證絕緣性能的同時可作為冷卻劑。變壓器油的滅弧性能也優(yōu)于空氣，能夠使電弧很快熄滅。并且，變壓器油具有下述優(yōu)點:凝固點低，能夠保證低溫環(huán)境下裝置的正常使用；密度小，有利于油中水分和雜質的沉淀；燃點高，能夠保證在裝置發(fā)熱時不發(fā)生閃燃；粘度適中，粘度太大會影響對流散熱，粘度太小又會降低閃燃溫度；變壓器油雜質含量低，有效抑制酸、堿硫等雜質對油中設備的腐蝕；變壓器油的抗老化性能好，不易發(fā)生氧化、變質。
[0029]所述接引銅排規(guī)格為40mmX 3mm以上，能夠保證所述裝置具有足夠的通流能力。
[0030]所述裝置的抑制效果取決于裝置的整體電容與整體電阻值，因而，單元模塊內，電阻與電容的上下順序不影響裝置抑制效果，只要保證裝置的整體電容在800-900pF范圍內、整體電阻在40-80 Ω內，就能夠達到抑制效果。因而單元模塊的多少主要取決于裝置內每個電容、電阻的沿面閃絡電壓。
[0031]由于所述裝置自身的電感將對暫態(tài)過電壓的抑制產生負面影響，因此，為盡量減小電感，優(yōu)選的，電阻采用無感繞法制成，多種無感繞法均可，推薦采用雙線無感繞法，因為雙線無感繞法為兩條電阻絲并聯(lián)而成，與其他無感繞法相比，具有更大的載流量。
[0032]優(yōu)選的，所述電容為脈沖電容器。脈沖電容器具有內阻小，通流能力強的特點，可以承受裝置內流過的大電流，而其他類型電容器則不能承受裝置內流過的大電流。
[0033]在一個實施例中，所述電阻的電阻絲為卡瑪絲。卡瑪絲是在鎳鉻合金中加入少量的鋁、鐵、銅、錳、硅等合金元素構成。它具有較高的電阻系數(shù)、較低的電阻溫度系數(shù)，此外，與康銅絲、錳銅絲等其他電阻絲相比，雖然其中所含的鎳元素價格較高，但具有更強耐腐蝕性，能夠保證其長期工作在變壓器油環(huán)境中。
[0034]優(yōu)選的，所述單元模塊的數(shù)目至少為10個。在整個裝置所承受的沖擊電壓一定的條件下，單元模塊的數(shù)量越多，每個單元模塊所分擔的電壓就越低，因此，需要保證裝置具有足夠多的單元模塊，從而降低各個單元模塊的電壓，防止單元模塊內脈沖電容器與無感電阻的沿面閃絡。由于以變壓器油代替空氣作為絕緣介質，能夠保證較高的沿面閃絡電壓，因此保證單元模塊數(shù)多10即可，所需單元模塊數(shù)量遠小于絕緣介質為空氣的情況。
[0035]在一個實施例中，所述單元模塊的數(shù)目為10個。
[0036]在另一實施例中，所述單元模塊的數(shù)目為12個。
[0037]優(yōu)選的，所述裝置還包括均壓模塊，所述均壓模塊包括三個均壓環(huán)，分別為第一均壓環(huán)，第二均壓環(huán)和第三均壓環(huán)；
[0038]其中，第一均壓環(huán)和第二均壓環(huán)半徑相等，并排部署在所述裝置的頂端，通過兩端帶有均壓環(huán)固定銅盤的金屬導桿連接；第三均壓環(huán)為半徑略小于第一均壓環(huán)的均壓環(huán)，通過穿過絕緣罐體的銅盤固定，部署在所述裝置的中部。
[0039]—方面，均壓模塊(全部3個均壓環(huán))可以改善裝置附近的電場，使其分布更加均勻，防止在裝置附近由局部電場過高所引發(fā)的電暈放電；另一方面，均壓模塊(頂端2個均壓環(huán))與罐體之間存在雜散電容，流過該雜散電容的補償電流可以彌補罐體與大地之間雜散電容的泄漏電流，使罐體表面由上至下的電壓分布(單位長度電壓降)更均勻，防止電壓降在罐體頂端過于集中所引發(fā)的電暈放電與沿面閃絡。
[0040]優(yōu)選的，在每個電阻和電容之間填充有絕緣墊塊。更進一步地，所述絕緣墊塊上有孔。在過電壓抑制的過程中，該裝置將流過很大電流，如果結構設計方面不考慮其散熱效果，將會造成裝置過熱，嚴重時可導致電阻、電容被燒壞，因此通過采用有孔的絕緣墊塊來保證裝置的散熱。如果絕緣墊塊無通孔，則整個絕緣罐體內部將被分隔成一個個油腔，油腔之間被絕緣墊塊完全隔開，對流散熱只能在單個油腔內進行，極大影響對流散熱效果；如果絕緣墊塊采用有孔結構，實現(xiàn)油腔的互連，將使對流散熱范圍擴大到整個絕緣罐體，使其不再局限于單個油腔，保證對流散熱效果。
[0041]更優(yōu)的，所述絕緣墊塊采用環(huán)氧玻