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影响GIS绝缘的主要缺陷类型
点击次数:1568 发布时间:2017-07-24

引起GIS内部发生故障的原因不是单一的,GIS设备在生产、安装过程中,留下一些微小的缺陷在所难免,此外在设备运行过程中也会产生缺陷。如图所示,在GIS设备中发生局部放电zui常见的缺陷有:严重装配错误、固定的突起、自由金属微粒、导体间电气接触不良、绝缘子内绝缘缺陷及绝缘子与电极接触面缺陷等。各种缺陷导致故障的分布情况详见图。

 

GIS常见故障

 

(1) 外来异物颗粒

从图中可以看到,外来异物和颗粒引起的故障占到20%,其中金属性质的微粒对SF6的绝缘状态影响zui为严重。产生这种故障的主要原是现场安装条件复杂,GIS设备内部的微粒、异物很难彻底的清除掉,异物的产生原因也可能是断路器触头动作或来自于设备内部某些物质分解。GIS中的金属微粒在电场力的作用下发生移动,当电场强度大于特定的值,金属微粒就可能在接地外壳和高压导体之间发生跳动,发生局部放电,更严重的后果是造成内部击穿。影响导体微粒的运动特性的因素主要有:微粒的材料、形状等因素。

 

(2) 接触不良

在GIS内,静电屏蔽被广泛的应用控制危险区域的场强。屏蔽电极与高压导体或接地导体间的连接常常是轻负载接触。在实际运行过程中,并不是所有的改变空间电场的金属不见都会流过负荷电流。这些金属部件常使用的是铝制弹性的触头与金属外壳或高压导体进行电连接,随着运行时间的增长,可能由于老化或松动而发生接触不良,形成悬浮电极。部件和导体之间的祸合电容决定了部件的电位,大多数悬浮电极所形成的充电电容会造成幅值在1000 pC以上的局部放电,伴随着放电过程会产生较强的电、声信号,微小的气体间隙便会很快击穿。多次放电不仅会造成触头弹簧的侵蚀,也可能会产生金属微粒、氟化铝等其它杂质,更严重的会zui终导致GIS内部闪络。

 

(3) 金属凸起物

金属突起物缺陷包括高压导体上和筒壁内表面的尖刺,其中高压导体上的尖刺故障约占总体故障的5%,造成这类故障的可能原因有:加工时不良、外力破坏或安装时的刮蹭。这类缺陷对 GIS设备运行的危害相对小一些,但当设备经受过电压等不良工况时,仍旧会存在设备击穿的可能,这类缺陷应根据实际信号的幅值综合判定。

 

(4) 绝缘子缺陷

绝缘子击穿故障约占总故障10%,大多数绝缘故障是由于绝缘子空穴引起的。绝缘子表面缺陷通常是由别的类型缺陷造成的二次损伤,如机械振动造成的GIS裂纹、局部放电后产生的分解物、金属微粒引起的故障等。

 

(5) 其他因素

还有11%的故障是由其他因素造成的。比如GIS设备的器件体积与重量一般较大,在运输、搬运和安装等过程中,由于机械振动、组件的互相碰撞等外力的作用,可能使原本紧固的螺丝松动、元件变形或损伤。另外,GIS设备装配工作较精细、复杂,对组件连接和密封工艺的要求比常规电气设备高,稍有疏忽就可能会造成绝缘损伤、电极错位等后果,这些都可能影响GIS的安全稳定运行。

 

由于局部放电检测的波形与缺陷的类型、放电间隙几何形状、试验电压极性、信号传播路径的响应特性、测量系统响应特性等众多因素有关。在构建典型缺陷时,其所要遵循的基本原则是要能够真实反映实际GIS中存在的缺陷,即其电场分布要一致,即由于缺陷的存在导致的电场畸变形式要一致。

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