气体绝缘开关装置(GIS)的近期发展动向

SF6优异的物化性能使其广泛地应用于电力设备中。SF6对地球温室效应影响问题的提出,使GIS制造业面临一些新的研究方向。文章根据当前环保要求和气体绝缘开关装置(Gas Insulated Switchgear,GIS)的最新研究成果,分析了GIS近期发展动态。认为在提高装置运行可靠性的同时, SF6/N2混合气体GIS的开发及GIS小型化是GIS的主要发展方向。从目前的研究现状来看,混合气体GIS的研究更加面向工程实际产品的开发;元件的小型化和性能优异的ZnO避雷器的应用以及新型断路器结构的采用是目前GIS小型化的主要途径;用超高频法对GIS局部放电进行在线监测可以对GIS绝缘早期故障进行识别和定位,进而提高GIS的运行可靠性。

一种抑制气体绝缘开关装置暂态地电位升高的措施

在分析外壳地电位升高原因的基础上,提出了用电磁暂态程序计算外壳地电位升高的等值计算模型.通过对外壳地电位升高的计算,表明外壳地电位的升高足以危害与气体绝缘开关装置(GIS)相连的外围设备.为了防止外壳地电位升高对GIS的外围连接设备的影响,提出用线路金属氧化物避雷器限制快速暂态过电压的幅值,用氧化锌阀片来改善GIS与外围设备的连接方式以限制外壳地电位升高.计算结果表明,加装金属氧化物避雷器不仅可以抑制快速暂态过电压,而且可以较为有效地抑制外壳地电位升高,且氧化锌阀片的残压越低,其对外壳地电位升高的抑制效果越好.对国内某550kVGIS的外壳地电位升高进行了现场实测,结果表明计算波形与实测波形比较吻合.

直流气体绝缘开关装置绝缘设计的探讨

根据目前国际上关于直流气体绝缘开关装置的研究动态,对直流气体绝缘开关装置绝缘结构的设计进行探讨。认为对自由金属微粒和表面电荷积聚的抑制是直流气体绝缘开关装置绝缘设计的重点。对日本±500kV直流气体绝缘开关装置在抑制金属微粒方面的研究结果进行介绍。同时对绝缘子表面电荷积聚问题及其抑制方法进行讨论。

气体绝缘开关装置中快速暂态过电压的抑制

SF6气体绝缘开关装置中隔离开关操作会产生快速暂态过电压(VFTO),危害电力设备的安全运行。文章分析了影响快速暂态过电压的因素,并且比较了两种抑制快速暂态过电压方法的效果。

SF6气体绝缘开关装置中快速暂态过电压的影响因素分析

介绍了SF6气体绝缘开关装置中快速暂态过电压的危害。以500kV GIS为例，通过计算，认为负载侧残余电荷电压、变压器入口电容、弧道电阻和支撑绝缘子等效电容都是影响快速暂态过电压的因素。其中前3个因素对快速暂态过电压影响较大。

气体绝缘开关装置局部放电传播特性及采用频率元件比较定位系统的可实现性

介绍在实验室和地下变电站条件下对气体绝缘开关装置(GIS)内局部放电信号传播特性的频率相关性研究。实验室试验结果表明:信号衰减归因于2种不同的机理。一种是由于特性阻抗的不规则性,如绝缘子产生的反射;另一种是从横向电磁场(TEM)到横向电场(TE)或横向磁场(TM)的传播模式的转变。现场试验表明信号衰减现象与传播方向无关,模态转变将增大信号的阻尼。使用窄带通滤波器观察波的幅度,其结果与用频谱分析仪观察相应的频率元件的结果完全一致,其随机性取决于驻波影响的测量点。这表明窄带通滤波器似乎不适合于采用频率元件比较法的局部放电定位系统。文章还对采用宽带通滤波器的定位系统的可实现性进行讨论。

直流气体绝缘开关装置绝缘设计分析

随着经济与社会的快速发展,我国电力领域实现了长足进步,直流输电技术的快速发展和广泛应用获得了有力支持。调研发现,人们对直流气体绝缘开关装置绝缘性能的关注程度不断提升。因此,简单分析直流气体绝缘开关装置绝缘设计要点,结合实例详细论述相应绝缘设计路径,以期为相关业内人士提供参考。

气体绝缘开关柜绝缘水平试验高压引入装置的研究开发

气体绝缘开关柜通常采用内锥或外锥套管作为绝缘水平试验时的高压引入接口。目前常用的高压引入装置为高压试验电缆,环氧绝缘内锥高压适配器。提出了一种新型的硅橡胶绝缘高压适配器设计,适用于各种C-GIS或其他气体绝缘开关设备的绝缘水平试验用高压引入接口。该设计结构简单、制造成本低、安装快捷方便,已广泛应用于气体绝缘开关设备的工厂出厂试验、现场交接试验等需要高压引入的场合。

高压直流GIS中绝缘子的表面电荷积聚的研究

研究绝缘子表面电荷积聚及其抑制措施,是开发用于直流输电的气体绝缘开关装置(GIS)的一项关键技术。文中设计了一种性能优良的新型电容探头,研究了外施直流电压极性、幅值和作用时间对表面电荷积聚的影响。研究表明,当外施电压的幅值和作用时间增加时,绝缘子表面电荷密度的平均值增加,绝缘子表面电荷分布则与外施电压的极性密切相关。文中还对绝缘子表面电荷积聚的抑制措施进行了分析、讨论。

GIS中局部放电绝缘缺陷综合检测诊断技术分析及应用

基于对多种检测技术应用特点的分析,提出一种有无异常的快速巡检、电检测确认异常及部位、辅助检测分析印证异常的三步序综合判断GIS中局部放电缺陷的诊断策略。针对一起110 kV GIS的绝缘缺陷,遵循综合检测策略,进行了测试分析。测试结果验证了该综合诊断策略的有效性,为准确判断运行中的GIS绝缘缺陷提供了一种新的诊断策略。

英国宽频含氟化学气体红外探测器

对含氟化学气体的有效监控和探测是必不可少的。含氟化学气体不仅损害环境，而且其毒性对人体健康也将产生损害。该气体通常用于制冷系统与空调、热泵、气溶胶、消防器材、高压电与气体绝缘开关装置。英国某公司研发出宽频探测器，可探测到广范围的含氟化学气体.该探测器坚固耐用、易于安装，可连接至任意接收模拟信号的控制系统。

GIS事故点检测装置的发展

气体绝缘开关装置(Gas Insulated Swit-chgears 以下简称 GIS),其带电部分完全被密封于以 SF_6气体绝缘的金属容器中,具有设备安全和良好的性能以及极高的运行可靠性,与社会对供电可靠性的要求相一致,获得了广泛的应用和发展。

GIS中隔离开关的三相试验及其现象

本文叙述了按照最近的IEC61259标准要求用145kV三相共箱的气体绝缘开关装置(GIS)中的隔离开关切合母线充电电流的合格证试验。这些试验的基本目的在于证明隔离开关触头闸的放电不会引起内部电弧故障。特别强调了用于证明在MHz范围内操作瞬间有效苛刻波形的高频测量系统。进行了三相试验，显示出以前实际中没有验证的一些现象：首先，实际上出现了幅值大干相对地电压的相对相瞬态电压。其次，母线系统的相对相电容耦合可升高残压，即隔离后留在设备负荷侧的值大于1pu。此外，还叙述了二次系统中感应电压的测量．

基于三维建模的HGIS配电装置紧凑型布置优化方法

采用当前方法对混合气体绝缘开关设备(HGIS)配电装置紧凑型布置进行优化设计时,由于没有构建配电装置现场三维模型,造成优化效率低、合理性差和网络损耗大等问题,为此提出基于三维建模的HGIS配电装置紧凑型布置优化方法。在立体视觉原理的基础上采用四目立体系统获取三维坐标,构建HGIS配电装置现场三维模型。在三维建模的基础上将配电网网络损耗最小、系统电压稳定性最高、电压偏移最小作为优化目标,构建HGIS配电装置紧凑型布置优化模型,采用萤火虫算法对布置优化模型进行求解,实现HGIS配电装置紧凑型布置的优化。实验结果表明,所提方法的优化效率高、合理性好、网络损耗小,实际应用效果较好。

全寿命周期成本(LCC)方法在500kV地下变电站GIS采购中的应用

介绍上海市电力公司全寿命周期成本(LCC)管理的实践,将LCC管理方法应用于设备招标选型的决策和评估。以上海市中心城区新建500kV世博地下变电站气体绝缘开关装置(GIS)设备的招标工作为例,提出一套科学的LCC设备招标、评标和验证方法,并应用于世博变电站GIS设备的具体采购。该项目的完成为电力公司在设备管理方面开展LCC管理提供参照标准和经验。

直流下GIS内运动金属微粒的超声波特性及状态识别

为研究直流电压下气体绝缘开关装置(GIS)内金属微粒处于不同运动状态时的超声波特性,以及基于微粒超声波特性判别运动状态的方法,建立了一套超声波测量系统,设计了GIS内部金属导电微粒的运动状态模型,分别是滚动、非贯穿性跳动和贯穿性跳动。采用该测量系统拾取了在直流电压下微粒运动产生的超声波脉冲信号,并在大量试验数据基础上,提出了基于超声波时间序列(相邻两次超声波脉冲关联)区分微粒运动状态的方法。为进一步量化分析,建立了超声波特征参数(相邻两次脉冲幅值之差-相邻脉冲发生时间间隔,即Δu-Δt)。试验结果分析表明,依据统计分布图谱,可区分金属微粒运动的状态。

800kV分体结构GIS母线外壳环流特性的研究

母线外壳环流影响系统的输送容量,损耗发热,加速绝缘部分老化。构建了三相分体结构GIS母线外壳环流仿真计算模型,确定了模型的参数,分析了分体式连续型GIS母线外壳中影响外壳环流大小的因素以及各种故障下的环流特性。试验结果表明,输送相同的容量时,可采用高电压、小电流的方式;考虑地理环境和制造成本的同时,应尽量缩短相间距离,增加母线外壳的架设高度,增大母线半径,增加接地数,采用感抗较高的连接体;计算内部故障时,GIS外壳应全线接地。

GIS内金属性缺陷引起的局部放电超声信号分布特性研究

为研究气体绝缘开关装置(gas insulated switchgear,GIS)内金属性缺陷引起的局部放电超声信号分布特性以及基于分布特性判断缺陷类型的方法,笔者建立了一套超声信号测量系统,并设计了4组GIS内典型缺陷模型,分别是高压导体上尖刺、悬浮电位、绝缘子上微粒和地电极上尖刺。基于该超声测量系统,获取大量超声信号数据。在此大量实验数据基础上,笔者提出了典型参数如超声脉冲数N、超声幅值u、时间间隔Δt和相位Ph及分布谱图N-u、N-Δt和N-Ph区分GIS内典型缺陷的方法,并分析了GIS内金属性缺陷引起的局部放电超声信号分布特性。试验结果分析表明,依据分布模式的GIS内典型缺陷的超声信号统计特性,可区分典型缺陷类型。

基于飞行图模式的GIS内金属性缺陷超声信号特性研究

为研究气体绝缘开关装置GIS(gas insulated switchgear)内金属性缺陷的超声信号特性,以及基于金属性缺陷超声信号特性判别缺陷状态的方法,笔者建立了一套超声波测量系统,并设计了GIS内部固定金属性缺陷模型,分别是高压导体上尖刺、悬浮电位、绝缘子上微粒和地电极上尖刺。笔者采用该测量系统拾取了以上绝缘缺陷的超声波脉冲信号。在此大量实验数据基础上,分析了GIS内金属性缺陷超声信号特性。为进一步量化分析,笔者建立了基于超声信号的飞行图图谱(相邻脉冲发生时间间隔Δt与前一脉冲幅值u的关系)。试验结果分析表明,依据飞行图模式的GIS内金属性缺陷超声信号特性,可区分金属性缺陷类型。

GIS母线外壳环流与暂态地电位升高现象研究

近年来GIS在电力系统的应用中体现出很大的优越性,我国电压等级较高的变电站都采用GIS形式,我国即将投建的1000 kV变电站也采用了GIS形式。介绍了GIS母线金属外壳环流及暂志地电位升高的特性;分析了分体式连续型金属外壳产生环流的机理和影响外壳环流大小的因素,以及环流对二次设备的影响、对变电站工作人员的人身安全的威胁,并对为降低环流大小而采取的接地方式进行了讨论。