摘要:概述了330kV无间隙金属氧化物避雷器的结构特点,并对避雷器的运行情况进行了总结.
关键词:避雷器;结构;性能
分类号:TM862文献标识码:B
文章编号:1003-8337(2000)02-0034-03
1前言
我所生产的330kV无间隙金属氧化物避雷器(以下简称避雷器)于1996年通过了两部技术鉴定,并进行了小批量生产及试运行,1999年通过产品运行鉴定.
该产品的研制是在多年科研成果和消化、吸收国外避雷器结构特点、制造技术及先进运行经验的基础上进行的,同时采用了一些独特的新技术和新材料,使得该产品具有电位分布更均匀、耐污秽引起的热应力性能更强、可靠性更高等特点,达到国际二十世纪80年代先进水平.
该产品运行性能良好,经在线跟踪监测,结果表明,该产品运行正常,性能稳定.
2结构特点
该避雷器按结构特点可分为两种形式:单节型和两节型.单节型避雷器由于在运行时没有内、外部电流的交联和重新分配,所以沿内部芯体电阻片的电位分布比传统两节型避雷器均匀得多,这和湖北电力试验研究所的电场计算结果是一致的.实际情况也是这样,如龙羊峡多台330kV避雷器的损坏,重要原因之一就是在水雾及污秽共同作用下,多节型避雷器瓷套外部电流与电阻片内部电流交联重新分配,引起电位分布的严重不均匀造成.但两节型避雷器为传统产品也有自身的优点:如安装、运输方便.为了满足不同用户的需要,我们在研制单节型避雷器的同时,也开发了两节型避雷器.根据传统两节型避雷器电位分布特点,本次设计中对两节型避雷器的均压结构、补偿电容等进行了专门考虑.
无论是单节型避雷器还是两节型避雷器都有独特之处,关键问题及解决办法如下.
2.1密封结构
对于避雷器来说,密封结构设计的合理与否直接影响避雷器的运行性能和安全可靠性.从全国两部调查结果来看[1],避雷器由于密封不良而引起的损坏事故率占整个事故率的60%左右.所以我们在设计该避雷器时,对密封橡皮的材料、密封圈截面形状、密封圈压缩量等都进行了认真的研究、对比,并考虑了在SF6气体的作用下,密封橡皮的持久抗腐蚀性及抗老化性.通过反复研究,采用多层盖板组合,线、面密封结合,并交叉开抽气孔的方法,解决了避雷器的密封检漏、充SF6气体等一系列问题.确定的密封结构和密封圈材料经试验验证,密封是可靠的,避雷器的漏气率小于6.65×10-8Pa.L/s,保证了避雷器密封的可靠性.
2.2压力释放结构
该避雷器属超高压等级的避雷器,当避雷器内部短路时,内部气体压力突变,强大的压力在瞬间是很难排出去的,传统的压力释放结构由于两端压力存在不平衡,很易将内部芯体零部件散射出来而引起瓷壁炸裂,损伤其它设备,使事故扩大.所以,我们在设计时,借鉴了国内外传统的压力释放结构,取长补短,采用了独特新颖的压力释放结构.这种结构给避雷器整体设计带来很大难度,因为既要考虑压力释放结构设计的合理性,还要考虑芯体的重力在两端防爆面处的应力分布问题及密封检漏、充气等问题.这种打破常规的设计形式,既保证了压力释放结构和密封结构的合理性,也兼顾了芯体重力在压力释放结构处的应力分布问题,提高了避雷器压力释放的灵敏度.经试验,我们所选择的防爆片具有高机械强度、良好的冲剪性和高的耐潮、耐热性.
另外,为了防止在避雷器内部起弧时,弧道部分瓷壁短路时受热不均匀而炸裂,我们在瓷套内部加设了耐高温、耐电弧的隔弧筒,对于隔弧筒的选择及结构设计,重点考虑了它的耐SF6性和耐电、耐电弧强度.从试验结果看,隔弧筒的作用是很明显的.
2.3均压结构
随着电压等级的升高,电位分布的问题也就越来越突出,直接威胁着产品的运行可靠性,电位分布越不均匀,避雷器的可靠性也就越差.据统计,电位分布不均匀引起超高压避雷器损坏是超高压避雷器损坏的重要原因之一,因此均压环尺寸、均压电容量的大小及均压方式对避雷器设计是至关重要的.经反复预算,确定了均压环尺寸、均压电容量及均压结构,并委托湖北电力试验研究所对相应的均压结构下确定的单节型和两节型避雷器进行了验证数模计算,避雷器电场分布图如图1、图2所示[2].计算结果表明,单节型避雷器在不用均压电容的情况下,仅装设均压环,电位分布不均匀系数为Kmx+=4.73%,Kmx-=-4.53%,满足K<10%.对于两节型避雷器,不采用均压电容器,仅装设均压环时K>10%,在合理装配了均压电容后,其电位分布不均匀系数降至Kmx+=4.41%,Kmx-=-3.76%,均小于10%,达到了技术要求.
图1单节型避雷器电位分布图(等位线5%)
图2两节型避雷器电位分布图(等位线5%)
均压电容是西安交通大学绝缘教研室为我所生产的特种均压陶瓷电容器,该电容器具有极好电热稳定性和抗老化性等,性能完全达到技术条件和运行要求.
2.4芯体紧固技术
单节型避雷器总高3m以上,运输时只能横卧,这样内部电阻片在自身重量和运输时振动力的共同作用下,如不采取特殊措施,会引起内部芯体松动,影响避雷器的电性能,考虑到这一特点,我们在芯体紧固方面进行了反复试验,将内部电阻片分组、分段分别紧固,每一组电阻片均采用高绝缘性能、耐SF6的紧固套紧固,并将紧固好的电阻片组进行电性能测试,考核电阻片组的电接触情况及紧固情况,并严格控制电阻片组的局部放电量,这样保证了整只避雷器的电性能和可靠性.
在对电阻片紧固之前,我们对紧固套做了许多研究性试验,重点探索了紧固套的电气特性,选择了最佳紧固工艺,提高了紧固套的紧固强度和合格率.
另外,我们对该产品其它方面结构也进行了细致的研究,例如耐污伞形的设计,采用电性能优异的绝缘材料等.
3运行情况
为了对避雷器的运行情况进行有效的分析,我们对1997年投运的6台Y10W-288/698型避雷器(双节型)进行跟踪监测.该避雷器安装于咸阳庄头330kV枢纽变电站,投运后经历了雷雨季节及污秽潮湿气候的考验,避雷器相继动作,其中最大动作次数为8次.避雷器投运至今,我所用户服务处及有关技术人员对该产品进行了多次在线监测,结果表明:该产品运行正常,性能稳定,保证了电力系统的安全正常运行.
4结论
从330kV避雷器的结构特点及运行情况,可得如下结论:
(1)该避雷器密封性能好,电位分布均匀,耐污秽性能好,可靠性高,是保护330kV交流电力系统电气设备免受过电压损坏的理想保护电器.
(2)该避雷器性能稳定,运行情况良好
王新霞(西安电瓷研究所,陕西西安710077)
郭洁(西安电瓷研究所,陕西西安710077)
参考文献:
[1]联合调查组.第二次高压氧化锌避雷器质量调查报告[R].1991.
[2]文凯成,金涛.计算报告[R].湖北电力试验研究所,1995.
|
网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）
