GIS組合電器三大控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)
簡介： GIS組合電器三大控制關(guān)鍵環(huán)節(jié).1 GIS絕緣特性以及老煉、耐壓;2 密封性檢查;3 抽真度及含水量檢查.
關(guān)鍵字：GIS 絕緣特性 耐壓
1 GIS絕緣特性以及老煉、耐壓
從工廠和現(xiàn)場實(shí)踐證明，最重要的是表面粗糙度和雜質(zhì)的危害。SF6氣體對(duì)由電極表面缺陷引起的微觀電場不均勻度十分敏感，當(dāng)SF6氣體壓力與表面粗糙度之積大于8MPa·靘,SF6氣體壓力與導(dǎo)電微粒長度之積大于7MPa·靘時(shí)，會(huì)引起局部電場畸變及強(qiáng)化，降低了放電電壓；當(dāng)氣壓與粗糙度之積為40MPa·靘時(shí)，擊穿電壓已下降了一半；當(dāng)微粒長度為1mm時(shí)，擊穿電壓已降到七成，100mm時(shí)降低到三成。因此無論在工廠或現(xiàn)場都應(yīng)做SI或LI試驗(yàn)，以驗(yàn)證GIS是否存在致命的絕緣性能缺陷。
放電實(shí)踐表明，微粒通常容易積存在罐的底部，特別容易在垂直罐體和管道的水平盆式絕緣子的上表面處，這是法拉第籠效應(yīng)的表現(xiàn)。在高電壓的加壓過程中，導(dǎo)電性雜質(zhì)在電場的作用下立起，在電場力超過微粒重力時(shí)，微粒開始漂浮。由于帶電后的下沉電壓要比起始電壓的電壓值低得多，故雜質(zhì)一旦立起就不容易倒置，在交流電場中導(dǎo)致了微粒處于振動(dòng)和上浮的過程，是在不斷上下振動(dòng)中又逐漸上浮，處在"蹦蹦跳"的狀態(tài)，微粒往往被驅(qū)趕到電場較弱處，特別是遷移到罐體邊緣或盆式絕緣子邊緣。在GIS總裝后正式耐壓前，施加作用時(shí)間大于耐壓時(shí)間，但電壓較低的電壓"老練"，對(duì)于消除微米級(jí)細(xì)小微粒是非常有效的。這種細(xì)小微粒往往要經(jīng)過一、二次放電以后即被消除掉，可使耐壓水平提高。如果老練時(shí)間過短，其結(jié)果可能使微粒振動(dòng)上浮尚在途中，減少了懸浮微粒老練放電的概率，出現(xiàn)老練不完全現(xiàn)象。故每次老練時(shí)間應(yīng)不少于5min，如有條件還應(yīng)稍微延長老練時(shí)間。
2 密封性檢查
通常采用聚乙烯塑料布局部包扎積累法測(cè)定，還要結(jié)合經(jīng)常檢查SF6壓力表讀數(shù)來作為密封性的輔助檢查。氣密性積累時(shí)間通常取24h較為方便。
密封主要取決于罐體焊接質(zhì)量，其次是密封圈的制造、安裝調(diào)整狀況。要按照O形圈的壓縮量(應(yīng)小于20%)和修整的圓度；在清理罐體密封面的密封槽時(shí)，要用600號(hào)細(xì)砂紙，法蘭邊緣可以用銼刀、砂紙修磨。罐體加工后要用氣壓試驗(yàn)來檢查密封情況，壓力取最高氣壓的1.25倍，用SF6與氟里昂混合氣體加壓，測(cè)量儀器的靈敏度為1×1011MPa·cm3·S-1，在總裝試驗(yàn)時(shí)測(cè)SF6氣體泄漏的靈敏度，要求可為1×10-8。
水壓試驗(yàn)是對(duì)罐體強(qiáng)度的考核，鋼制罐的例行試驗(yàn)壓力值取SF6最高工作氣壓的1.3倍再加0.3MPa(大于鋼制壓力密器GB150-1998新標(biāo)準(zhǔn)中的1.25倍這個(gè)系數(shù)值，若是鑄鋁件其安全系數(shù)應(yīng)把1.3倍改為1.5倍)，對(duì)應(yīng)斷路器外殼設(shè)計(jì)壓力為0.79MPa，其他氣室為0.68MPa。作為型式試驗(yàn)時(shí)，壓力遠(yuǎn)高于例行試驗(yàn)值，水壓試驗(yàn)要先在1.8MPa保持5min，不出現(xiàn)水珠水霧，再加壓到2.1MPa保持5min，一般鋼罐的破壞強(qiáng)度為2.5MPa，大于設(shè)計(jì)壓力的3倍。
3 抽真度及含水量檢查
真空度的要求是繼清潔度、密封性之后的第三個(gè)控制關(guān)鍵，是控制SF6含水量的重要保證措施，它不僅能減少SF6氣體本身的水分，也減少了罐內(nèi)其他物質(zhì)(絕緣體、密封體等)內(nèi)所含的水分，一般要求在充氣之前真空度應(yīng)達(dá)到133Pa(即1mmHg)再繼續(xù)抽真空30min，國內(nèi)有些廠家要求真空度40Pa。
固體絕緣介質(zhì)表面吸附水膜時(shí)會(huì)使沿面電壓分布不均勻，因而使閃絡(luò)電壓低于純空氣間隙的擊穿電壓，介質(zhì)表面粗糙，也會(huì)使電場分布畸變，從而使閃絡(luò)電壓降低，在高氣壓時(shí)易發(fā)生凝露現(xiàn)象，表現(xiàn)更為明顯。
水分對(duì)GIS運(yùn)行影響的關(guān)鍵是在于把SF6氣體露點(diǎn)必須控制在0℃以下，以防止溫度變化會(huì)造成絕緣體表面上凝露，所附著的水珠和SF6電弧產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)生成HF、SF6等低氟化物，這就是沿面的絕緣材料和金屬表面劣化的主要原因。通常允許值把露點(diǎn)控制在-5℃，此時(shí)絕緣體表面凝結(jié)的不會(huì)是水珠而是冰晶，它對(duì)絕緣性能的使用幾乎沒有影響。
4 結(jié)論
(1)潔凈度是總裝、安裝中最首要的控制要求，適當(dāng)增加老練時(shí)間可以延長微粒層上浮過程，有助于微米級(jí)直徑微粒的老練放電。
(2)密封性是GIS長期安全運(yùn)行的關(guān)鍵，在整個(gè)制造、安裝、運(yùn)行各階段的漏氣檢查，并從嚴(yán)要求。
(3)按國際規(guī)定的真空度控制已完全能保證控制住SF6氣體中含水量。
(4)GIS出廠和現(xiàn)場都宜做SI或LI試驗(yàn)，以最大限度地消除所有絕緣缺陷。
關(guān)鍵字：GIS 絕緣特性 耐壓
1 GIS絕緣特性以及老煉、耐壓
從工廠和現(xiàn)場實(shí)踐證明，最重要的是表面粗糙度和雜質(zhì)的危害。SF6氣體對(duì)由電極表面缺陷引起的微觀電場不均勻度十分敏感，當(dāng)SF6氣體壓力與表面粗糙度之積大于8MPa·靘,SF6氣體壓力與導(dǎo)電微粒長度之積大于7MPa·靘時(shí)，會(huì)引起局部電場畸變及強(qiáng)化，降低了放電電壓；當(dāng)氣壓與粗糙度之積為40MPa·靘時(shí)，擊穿電壓已下降了一半；當(dāng)微粒長度為1mm時(shí)，擊穿電壓已降到七成，100mm時(shí)降低到三成。因此無論在工廠或現(xiàn)場都應(yīng)做SI或LI試驗(yàn)，以驗(yàn)證GIS是否存在致命的絕緣性能缺陷。
放電實(shí)踐表明，微粒通常容易積存在罐的底部，特別容易在垂直罐體和管道的水平盆式絕緣子的上表面處，這是法拉第籠效應(yīng)的表現(xiàn)。在高電壓的加壓過程中，導(dǎo)電性雜質(zhì)在電場的作用下立起，在電場力超過微粒重力時(shí)，微粒開始漂浮。由于帶電后的下沉電壓要比起始電壓的電壓值低得多，故雜質(zhì)一旦立起就不容易倒置，在交流電場中導(dǎo)致了微粒處于振動(dòng)和上浮的過程，是在不斷上下振動(dòng)中又逐漸上浮，處在"蹦蹦跳"的狀態(tài)，微粒往往被驅(qū)趕到電場較弱處，特別是遷移到罐體邊緣或盆式絕緣子邊緣。在GIS總裝后正式耐壓前，施加作用時(shí)間大于耐壓時(shí)間，但電壓較低的電壓"老練"，對(duì)于消除微米級(jí)細(xì)小微粒是非常有效的。這種細(xì)小微粒往往要經(jīng)過一、二次放電以后即被消除掉，可使耐壓水平提高。如果老練時(shí)間過短，其結(jié)果可能使微粒振動(dòng)上浮尚在途中，減少了懸浮微粒老練放電的概率，出現(xiàn)老練不完全現(xiàn)象。故每次老練時(shí)間應(yīng)不少于5min，如有條件還應(yīng)稍微延長老練時(shí)間。
2 密封性檢查
通常采用聚乙烯塑料布局部包扎積累法測(cè)定，還要結(jié)合經(jīng)常檢查SF6壓力表讀數(shù)來作為密封性的輔助檢查。氣密性積累時(shí)間通常取24h較為方便。
密封主要取決于罐體焊接質(zhì)量，其次是密封圈的制造、安裝調(diào)整狀況。要按照O形圈的壓縮量(應(yīng)小于20%)和修整的圓度；在清理罐體密封面的密封槽時(shí)，要用600號(hào)細(xì)砂紙，法蘭邊緣可以用銼刀、砂紙修磨。罐體加工后要用氣壓試驗(yàn)來檢查密封情況，壓力取最高氣壓的1.25倍，用SF6與氟里昂混合氣體加壓，測(cè)量儀器的靈敏度為1×1011MPa·cm3·S-1，在總裝試驗(yàn)時(shí)測(cè)SF6氣體泄漏的靈敏度，要求可為1×10-8。
水壓試驗(yàn)是對(duì)罐體強(qiáng)度的考核，鋼制罐的例行試驗(yàn)壓力值取SF6最高工作氣壓的1.3倍再加0.3MPa(大于鋼制壓力密器GB150-1998新標(biāo)準(zhǔn)中的1.25倍這個(gè)系數(shù)值，若是鑄鋁件其安全系數(shù)應(yīng)把1.3倍改為1.5倍)，對(duì)應(yīng)斷路器外殼設(shè)計(jì)壓力為0.79MPa，其他氣室為0.68MPa。作為型式試驗(yàn)時(shí)，壓力遠(yuǎn)高于例行試驗(yàn)值，水壓試驗(yàn)要先在1.8MPa保持5min，不出現(xiàn)水珠水霧，再加壓到2.1MPa保持5min，一般鋼罐的破壞強(qiáng)度為2.5MPa，大于設(shè)計(jì)壓力的3倍。
3 抽真度及含水量檢查
真空度的要求是繼清潔度、密封性之后的第三個(gè)控制關(guān)鍵，是控制SF6含水量的重要保證措施，它不僅能減少SF6氣體本身的水分，也減少了罐內(nèi)其他物質(zhì)(絕緣體、密封體等)內(nèi)所含的水分，一般要求在充氣之前真空度應(yīng)達(dá)到133Pa(即1mmHg)再繼續(xù)抽真空30min，國內(nèi)有些廠家要求真空度40Pa。
固體絕緣介質(zhì)表面吸附水膜時(shí)會(huì)使沿面電壓分布不均勻，因而使閃絡(luò)電壓低于純空氣間隙的擊穿電壓，介質(zhì)表面粗糙，也會(huì)使電場分布畸變，從而使閃絡(luò)電壓降低，在高氣壓時(shí)易發(fā)生凝露現(xiàn)象，表現(xiàn)更為明顯。
水分對(duì)GIS運(yùn)行影響的關(guān)鍵是在于把SF6氣體露點(diǎn)必須控制在0℃以下，以防止溫度變化會(huì)造成絕緣體表面上凝露，所附著的水珠和SF6電弧產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)生成HF、SF6等低氟化物，這就是沿面的絕緣材料和金屬表面劣化的主要原因。通常允許值把露點(diǎn)控制在-5℃，此時(shí)絕緣體表面凝結(jié)的不會(huì)是水珠而是冰晶，它對(duì)絕緣性能的使用幾乎沒有影響。
4 結(jié)論
(1)潔凈度是總裝、安裝中最首要的控制要求，適當(dāng)增加老練時(shí)間可以延長微粒層上浮過程，有助于微米級(jí)直徑微粒的老練放電。
(2)密封性是GIS長期安全運(yùn)行的關(guān)鍵，在整個(gè)制造、安裝、運(yùn)行各階段的漏氣檢查，并從嚴(yán)要求。
(3)按國際規(guī)定的真空度控制已完全能保證控制住SF6氣體中含水量。
(4)GIS出廠和現(xiàn)場都宜做SI或LI試驗(yàn)，以最大限度地消除所有絕緣缺陷。
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