一种特高压gis现场冲击试验暂态过电压抑制方法
【技术领域】
[0001] 本公开属于电力设备过电压防护技术领域，尤其适用于特高压GIS设备现场冲击 试验时暂态过电压的抑制。
【背景技术】
[0002] 随着电网负荷的飞速增长，特高压输电已成为我国电网建设的必然趋势，特高压GIS因其具有绝缘性能好、占地面积小、运行安全、维护方便等诸多优点而被广泛应用。运行 中的GIS设备将不可避免地遭到雷电波的入侵，如果GIS内部存在某些绝缘缺陷，在雷电波 的冲击下，GIS设备很有可能发生闪络故障，对电力系统的安全稳定运行构成极大威胁。因 此，为检测GIS设备内部绝缘缺陷、排除故障隐患而进行的现场冲击试验具有非常重要意 义。
[0003]进行现场冲击试验时，如果GIS设备内部某处存在绝缘缺陷而发生击穿，由于GIS设备体积小，节点间距小，击穿引发的电压波将会在装置内部发生多次折反射并相互叠加， 产生高频电压波，当这一电压波到达设备与电网的切断点处时，将会由于电压的全反射而 产生幅值很高的高频暂态过电压，对GIS内其他不存在缺陷的位置构成严重威胁，容易引 起二次击穿而对其他绝缘良好的部件造成不必要的破坏。
[0004]与正常运行的情况不同。一方面，现场冲击试验时，处于断开状态的GIS设备存在 开断点，为电压波全反射而引发高幅值暂态过电压提供了条件，两套间隔设备串联与连接 三套间隔设备的试验工况下，由于空载套管的存在，高频暂态过电压在其顶端发生全反射， 导致过电压幅值急剧升高，过电压水平明显高于其他试验工况，并高于特高压GIS现场冲 击试验所允许的暂态过电压最大值；另一方面，传统的磁环、避雷器等设备只能在GIS接入 电网后发挥保护作用，而现场冲击试验时，处于断开状态的GIS设备没有磁环与避雷器等 设备的保护。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的以上缺陷与改进需求，本公开提出了一种特高压GIS现场冲击试 验暂态过电压的抑制方法。本方法能够在GIS内发生故障时，有效抑制GIS内产生的暂态过 电压，保证暂态过电压的幅值低于特高压GIS现场冲击试验所允许的最高冲击电压幅值， 在未发生击穿时，能够保证GIS内试验电压波形与未接入抑制器时的电压波形基本相同； 本方法涵盖了所有现场冲击试验过程中GIS发生击穿后能够产生高幅值暂态过电压的试 验工况，保证抑制器在暂态过电压幅值较高的工况下接入试验回路；本方法能够保证暂态 过电压抑制器接线的稳定性、空间电场的均匀性与装置表面电压分布的均匀性。
[0006]-种特高压GIS现场冲击试验暂态过电压的抑制方法，所述方法在与GIS电源侧 分支母线相连的电源侧套管一侧通过高压防晕导线与紧凑型冲击电压发生器相连，所述紧 凑型冲击电压发生器用于产生现场冲击试验规定幅值的雷电波；
[0007]并在与GIS的GIS空载套管侧分支母线相连的空载套管顶端通过高压防晕导线连 入暂态过电压抑制器来实施，其中：
[0008] 所述暂态过电压抑制器包括若干个位于一绝缘罐体中的、自上而下连接的单元模 块，各个单元模块之间通过接引铜排串联连接；
[0009] 所述绝缘罐体中包括变压器油；
[0010] 每个单元模块包括一个电阻、一个电容，所述电阻和电容之间通过接引铜排串联 连接；
[0011] 所述电阻、电容、接引铜排浸在变压器油中；
[0012] 所述暂态过电压抑制器的对外等效电阻为40~80Q，对外等效电容为800~ 900pF；
[0013] 所述接引铜排的规格为40mmX3mm以上；
[0014] 在最下面的单元模块下设有接地铜排，其规格为50mmX3mm以上。
【附图说明】
[0015] 图1为本公开的一个实施例中连接三套间隔设备下现场冲击试验暂态过电压抑 制方法的电路示意图；
[0016] 其中，1为现场试验雷电波、2为电源侧套管、3为GIS电源侧分支母线、4为末端盆 式绝缘子、5为第一套间隔设备、6为第二套间隔设备、7为第三套间隔设备、8为GIS空载套 管侧分支母线、9为空载套管、10为接线铜排、11为暂态过电压抑制器、12为GIS断路器、13 为电流互感器、14为GIS隔离开关、15为GIS接地开关、16为GIS主母线；
[0017] 图2为本公开的一个实施例中两套间隔设备串联下现场冲击试验暂态过电压抑 制方法的电路示意图；
[0018] 图3-(a)、图3-(b)为本公开的一个实施例中现场冲击试验两种负载连接方式下 电源侧分支母线末端绝缘子发生闪络后空载套管顶端暂态过电压抑制波形图；
[0019] 图4-(a)、图4-(b)为本公开的一个实施例中现场冲击试验两种负载连接方式下 未发生击穿时电源侧分支母线的电压波形图。
【具体实施方式】
[0020] 在一个基础实施例中，提供了一种特高压GIS现场冲击试验暂态过电压的抑制方 法，所述方法在与GIS电源侧分支母线相连的电源侧套管一侧通过高压防晕导线与紧凑型 冲击电压发生器相连，所述紧凑型冲击电压发生器用于产生现场冲击试验规定幅值的雷电 波；
[0021] 并在与GIS的GIS空载套管侧分支母线相连的空载套管顶端通过高压防晕导线连 入暂态过电压抑制器来实施，其中：所述暂态过电压抑制器包括若干个位于一绝缘罐体中 的、自上而下连接的单元模块，各个单元模块之间通过接引铜排串联连接；所述绝缘罐体中 包括变压器油；每个单元模块包括一个电阻、一个电容，所述电阻和电容之间通过接引铜排 串联连接；所述电阻、电容、接引铜排浸在变压器油中；所述暂态过电压抑制器的对外等效 电阻为40~80Q，对外等效电容为800~900pF;所述接引铜排的规格为40mmX3mm以上； 在最下面的单元模块下设有接地铜排，其规格为50mmX3mm以上。
[0022]在这个实施例中，在特高压GIS现场冲击试验的两套间隔设备串联和连接三套间 隔设备的情况下，所述暂态过电压抑制器能够保证，发生故障后GIS设备内的过电压幅值 处于2. 4MV以下。所述两套间隔设备串联为3/2接线方式下第2套间隔设备与第3套间隔 设备串联；所述连接三套间隔设备为3/2接线方式下三套间隔设备全部接入。在发生故障 时，所述装置能够对过电压产生抑制作用，在未发生故障时，所述装置对正常的电压幅值没 有影响。
[0023] 本方法能够有效抑制GIS内发生故障时产生的暂态过电压，保证暂态过电压的幅 值低于特高压GIS现场冲击试验所允许的最高冲击电压幅值，在未发生击穿时，能够保证 GIS内试验电压波形与未接入抑制器时的电压波形基本相同；本方法涵盖了所有现场冲击 试验过程中GIS发生击穿后能够产生高幅值暂态过电压的试验工况，保证抑制器在暂态过 电压幅值较高的工况下接入试验回路。
[0024] 电阻、电容均处于变压器油的环境中，由于空气的电气强度无法保证设备在高幅 值冲击电压下不发生沿面闪络，变压器油具有比空气高得多的电气强度，设备浸在油中不 仅可以提高绝缘强度，而且还可以免受潮气的侵蚀。变压器油的比热比空气大得多，其对 流散热效果好，保证绝缘性能的同时可作为冷却剂。变压器油的灭弧性能也优于空气，能够 使电弧很快熄灭。并且，变压器油具有下述优点：凝固点低，能够保证低温环境下装置的正 常使用；密度小，有利于油中水分和杂质的沉淀；燃点高，能够保证在装置发热时不发生闪 燃；粘度适中，粘度太大会影响对流散热，粘度太小又会降低闪燃温度；变压器油杂质含量 低，有效抑制酸、碱硫等杂质对油中设备的腐蚀；变压器油的抗老化性能好，不易发生氧化、 变质。
[0025] 所述铜排规格为40mmX3mm以上，能够保证所述暂态过电压抑制器具有足够的通 流能力。
[0026] 所述暂态过电压抑制器的抑制效果取决于装置的整体电容与整体电阻值，因而， 单元模块内，电阻与电容的上下顺序不影响装置抑制效果，只要保证装置的整体电容在 800-900pE范围内、