权利要求

750kV电压等级GIS设备移动式现场冲击耐压试验装置及方法技术领域本发明属于高压试验技术领域，涉及一种750kV电压等级GIS设备移动式现场冲击 耐压试验装置及方法。 技术背景从GIS设备的本身特点来说，进行交流耐压试验和冲击耐压试验对发现设备故障的类 型不同，实际测试效果不一样，两种试验手段具有互补性。从GIS设备的本身特点来说， 可能出现的绝缘缺陷类型主要有以下两种：l.位置不固定的绝缘缺陷（主要是自由微粒 侵入造成的）2.位置固定的绝缘缺陷（绝缘件的制造缺陷、电极表面的损伤等）。交流 电压对检査自由导电微粒等杂质比较敏感，雷电冲击电压对检查异常带电结构比较敏感， 操作冲击电压试验对检查存在的绝缘缺陷比较敏感。因此，GIS投运前增加冲击耐压试验是非常必要的，特别是在高原干燥、风沙大等特殊的气象地理条件，GIS设备安装时的洁净度难以保证，出现问题的机率相对比低海 拔地区要高。针对固定式的冲击电压试验设备来说，国内已经比较成熟。对于500kVGIS 设备现场冲击耐压试验国内已有先例，例如已经在三峡电厂的GIS交接试验中应用，证 明是切实可行的，但目前对于750kVGIS设备现场冲击耐压试验技术，国内外均处于摸 索阶段，尚无现场进行冲击耐压试验的先例，并且在750kV示范工程中由于国内试验条 件的限制，没有进行现场冲击耐压试验。 发明目的本发明的目的是提供一种750kV电压等级GIS设备移动式现场冲击耐压试验装置及 方法，实现对330kV-750kV GIS设备现场冲击耐压试验工作。本发明的技术方案是：750kV电压等级GIS设备移动式现场冲击耐压试验装置，它 包括户外移动式2400kV/240kJ冲击电压发生器本体、弱阻尼电容分压器、配电柜和计 算机测量与控制系统，本体通过高压引线与分压器和试品电连接，配电柜分别与本体电 连接、与计算机测量和控制系统光电连接，弱阻尼电容分压器与测量系统电连接；冲击电压发生器本体高度方向采用塔式组合结构，冲击电压发生器本体、弱阻尼电 容分压器及控制系统操作台均有吊装装置，可以吊放在运输车上；冲击电压发生器本体水平横向为四柱方形结构，每级两只电容器放在绝缘支架上， 绝缘支架之间用环氧玻璃布板联接，组成一个整体组件，组件之间用四根环氧玻璃钢管 支撑，共12级；其特征在于：每一级的电容器组件与其对应的放电球在运输和使用时均固定连接为电容塔；冲击发生器本体的电容器为干式电容器，其12级电容塔每3级固定组合为一节， 将12级电容塔变成4节；这样将安装12级电容塔的工作量减少为4节的工作量，大大 节约安装和拆卸的工作时间；每一节的高度低于3米；为了尽量减少现场的工作，还将最下面一节电容塔及直流充电装置与底座固连成一 整体，在设备安装时底座为整个装置的底座，在运输时底座为集装箱的底板。如上所述的750kV电压等级GIS设备移动式现场冲击耐压试验装置，其特征在于： 底座宽度为2.2米。将集装箱的宽度由2.4米减小到2.2米，这样设备的运输就不再需要 专门的集装箱运输车，只需普通的大卡车即可运输。如上所述的750kV电压等级GIS设备移动式现场冲击耐压试验装置，其特征在于： 放电球的传动连接采用锁扣连接，现场不需要重新调整球距。如上所述的750kV电压等级GIS设备移动式现场冲击耐压试验装置，其特征在于： 为了方便运输，冲击电压发生器本体的均压罩及分压器均压环均采用整体均压环。一种750kV电压等级GIS设备移动式现场冲击耐压试验方法，其特征在于：采用上 述750kV电压等级GIS设备移动式现场冲击耐压试验装置，对GIS设备进行现场冲击耐 压试验，具体试验步骤如下：1将750kV电压等级GIS设备移动式现场冲击耐压试验装置按正确之顺序安装在GIS 设备加压套管附近（根据现场实际情况决定位置)，对主回路进行冲击耐压试验，非被 试相接地；2检査现场安全措施及冲击电压发生器接线是否正确，检査接地线是否完全接好， 调整波头和波尾电阻；3接380V电源，并核实现场安全措施后准备加压；4设定充电电压后，加压调整波形；如果波形不符合标准规定，降压，悬挂接地线 后重新调整波头和波尾电阻；如果波形符合标准规定，设定电压后对主回路进行冲击耐 压试验。在开展现场冲击耐压试验时，首先安装冲击电压发生器本体装置，产生试验所需的 电压波形（整套装置可以改变级数使用）。由弱阻尼电容分压器采集试品加压端电压信 号后传送到测量系统，并实时显示波形，控制系统通过光纤传输与PLC进行通讯，以 达到控制冲击电压发生器本体之目的。对于冲击电压发生器本体，我们选择放弃常规的油浸式电容器而选择干式电容器， 主要是因为千式电容器移动方便，没有瓷套管和油，设备在移动运输和起吊安装时不用 担心撞坏电容以及电容器的密封问题，降低了设备对运输安装人员的要求。此外干式电 容器为环氧材料浇铸而成，力学性能也较好，结构上也简单。电容的两个电极在电容的 两端，自然爬电距离大，更适合在高原地区使用。为了方便快速拆装将冲击电压发生器12级电容塔进行了结构优化，把3级整合为 一节，将12级电容塔变成4节，这样将安装12级设备的工作量减少为4节的工作量， 大大节约安装和拆卸的工作时间。放电球的传动连接采用锁扣连接，现场不需要重新调 整球距。为了方便运输设备的均压罩采用整体均压环。为了尽量减少现场的工作还将最 下面3级及直流充电装置与装置底座成一整体，在设备安装时底座为整个设备的底座， 在运输时底座为集装箱的底板。有益效果：采用本试验装置及方法，将安装12级设备的工作量减少为4节的工作 量，大大节约安装和拆卸的工作时间，可对高海拔、干燥地区750kV电压等级GIS设备 进行现场冲击耐压试验，本试验装置的外绝缘较强，现场电晕对波形的影响较小。附图说明图l，本发明实施例的试验装置整体连接示意图。图2.1，是图l中试验装置的底座、直流充电装置及本体第l、 2节的俯视图。 图2.2，是图2.1的A-A剖视图。图3.1，是图1中试验装置的本体的俯视图第3、 4节。 图3.2，是图3.1的B-B剖视图。图4.1，是图l实施例的分压器、测控台及均压罩。 图4.2，是图4.1的俯视图。图5，是本发明实施例的冲击发生器电路原理框图。 图6，正极性振荡雷电波形图。 图7，负极性振荡雷电波形图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。图2. l中标记的说明：1-干式电容器，2-直流充电装置，3-配电柜，4-环氧玻璃钢 管，5-放电球，5. l-放电球隙，12—底座。图4.1中标记的说明：6-本体均压罩，8-计算机测量与控制（光纤）系统，9-分压 器底座，10-调波电感，11-分压器电容。图4. 2中标记的说明：7-分压器均压环。参见图1、图2. 1和图4. 1，本发明实施例750kV电压等级GIS设备移动式现场冲 击耐压试验装置，它包括移动式2400kV/240kJ冲击电压发生器本体、弱阻尼电容分压 器、配电柜3和计算机测量与控制系统8，本体通过高压引线与分压器和试品电连接， 配电柜3分别与本体、与计算机测量与控制系统8光电连接，弱阻尼电容分压器与计算 机测量系统电连接。参见图2. 1和图2.2，冲击发生器本体的电容为干式电容器1，每一级的电容器组 件与其对应的放电球5在运输和使用时均固定连接为一级电容塔；每3级电容塔整合为 一节电容塔。在图2. l和图2.2中，将底座12中间的一节电容塔及直流充电装置2与 底座12固连成一整体，在设备安装时底座为整个装置的底座，在运输时底座为集装箱 的底板，尽量减少现场的工作。该底座12中间的一节电容塔为冲击发生器本体的最下 面一节。底座12外端的一节电容塔为冲击发生器本体的另外一节电容塔，它可拆卸的 装在底座12上，到了使用现场后吊装在底座12中间的一节电容塔上，与之电连接后使 用。图3. l和图3.2是另外两节电容塔，它可拆卸的装在集装箱底座上，到了使用现场 后吊装在图2.1所示的电容塔上，与之电连接后使用。冲击发生器本体的电容器为干式电容器，其12级电容塔每3级固定组合为一节， 将12级电容塔变成4节；这样将安装12级电容塔的工作量减少为4节的工作量，大大 节约安装和拆卸的工作时间；每一节的高度低于3米。本实施例中底座12的宽度为2.2米。底座12即为集装箱的底座，将集装箱的宽度 由2.4米减小到2.2米，这样设备的运输就不再需要专门的集装箱运输车，只需普通的 大卡车即可运输。本实施例中放电球5的传动连接采用锁扣连接，现场不需要重新调整球隙5.1。为了方便运输，冲击电压发生器本体的均压罩6及分压器均压环7均采用整体均压环；参见图5，该电路通过多个干式电容器l并联充电串联放电而产生高压脉冲，这个高 压脉冲对负载电容充电而形成冲击电压的波前部分，之后，经与负载电容并联的负载电 阻放电而形成波尾部分。进行冲击耐压试验时，试验电压由GIS设备出线套管加入GIS,用冲击电压发生器对 GIS设备进行冲击耐压试验，可以有效的检査GIS内因交流耐压试验不能发现的多种绝 缘缺陷。以下是利用此套装置对某126kV GIS设备开展冲击耐压试验，本次试验采用振荡雷电 波进行现场雷电冲击耐压试验，分别对三相主回路施加Ups^pXO. 8雷电冲击耐受电压 (对地），电压值为Up^550X0.8二440kV。冲击正负极性各三次，先进行正极性冲击， 后做负极性冲击。冲击电压发生器采用1并8级串联接线方式，在50%试验电压下进行调 波，电压升至Ups的80X时进行第一次冲击试验，校准试验发生器的效率，随后进行电压 值为440kV的正负极性各三次冲击试验，如表1所示。表l振荡雷电冲击耐压试验数据table see original document page 8振荡雷电冲击耐压试验波形如图6、图7所示。对于750kV电压等级GIS设备振荡雷电冲击试验电阻配置如下： 冲击电压发生器本体1并12级串联，带分压器 波前电阻：第一级为：16〃16Q，其余ll级为：0. linHxll 半峰值电阻：72Dxl2雷电冲击加压程序为：50%试验电压调好波形，施加于GIS的雷电冲击试验电压（Ups) 按雷电冲击耐受电压UpX0.8计算，对GIS主回路施加雷电冲击试验电压，正负极性各 三次。参见图4.1和图4.2，弱阻尼分压器由三级分压器电容11组成，有均压环7，可以 同时满足现场工频及冲击电压测量的需求。为了方便调波电感10的安装将分压器底座9 设计为可移动。为了方便运输将分压器底座9设计为可折叠式，通过千斤顶来调平。为 了保证机械稳定从分压器均压环7到分压器底座9的四周有四根拉杆。由于分压器之间 的连接孔比较少，外表比较光滑，只需在分压器的法兰连接部分涂上防水胶即可，对短 时的阵雨不需要专门的防雨布。计算机测量与控制（光纤）系统8，主要由工业控制计算机、可编程序控制器（PLC)、 可控硅调压装置、点火脉冲放大器、PLC操作控制柜以及数字示波器、打印机等构成。 通过光纤传输与PLC进行通讯，运用工控专业软件编程设计成便于操作的控制工作界面， 系统的运行参数及测量结果以数字量形式在计算机界面上进行实时显示。在计算机上可 以完成试验装置所有设定、运行、测量等参数，即可设定试验装置直流充电电压、充电 时间、放电球距、触发方式和极性自动换接等，并监控和测量其运行状态。具有手动控 制和计算机控制、手动测量和自动测量等功能，各功能相对独立，互为补充，从而确保 试验装置的可靠性。整个计算机测量与控控制系统8无任何操作按钮，所有运行参数均 由计算机键盘操纵完成。测量分析软件采用美国NI公司仪器测控专业软件Labview技术的开发平台编制， 具有波形显示、分析、成图和打印等功能。按照高压试验的习惯设定测量参数，自动计 算各个波形数据，所釆用的计算方法完全符合GB/T16896. 1-1997及IEC1083标准的要 求。整个系统具有自动记录、自动分析、报告输出等三项基本功能。具有分析直观、界 面漂亮、操作方便等特点。控制上，为了防止高压脉冲的干扰，控制设计上采用了二级控制，对高压进行二次隔离；为了防止对测量信号的干扰，对所有控制中的测量信号进行了光电隔离保护；与 上位机之间的控制采用了光纤通讯传输控制信号。减小了高压试验中的空间、地电位等 干扰问题。为了防止电源上的干扰，在控制台内专门设计安装了隔离变压器记过电压保 护装置。整套设备采用集装箱运输，设备的所有零部件分装在3个集装箱内，具体位置分别 如图2.1和2.2、图3.1和3.2、图4.1和4.2所示，为了方便运输我们在考虑保障高原绝 缘耐压的基础上尽量縮小设备的体积，将集装箱的宽度由2.4米减小到2.2米，这样设 备的运输就不再需要装们的集装箱运输车，只需普通的大卡车即可运输。为保证运输过程中不损坏设备元器件，特别对控制台和充电变压器设计了减震装 置。此外，还专门在集装箱两侧设计了防盗门，便于设备长途运输途中检査设备的状况， 以便于及时处理问题。为了方便集装箱起吊，专门设计集装箱吊具。按照调波需要将配件及调波电阻的存放在每一给独立的集装箱内，并有详细的铭牌清单，方便独立操作。为了防雨，在本体均压罩6和分压器均压环7上设计安装了一个防雨布，可以在三 五分钟之内将设备罩在雨布之内。

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