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LVQB T 35 500kVSF6气体绝缘电流互感器 王文娣 LVQB T 110 220 500型电流互感器SF6气体绝缘立式倒置结构电流互感 采用高耐电强度的SF6气体作为绝缘介质 不存在绝缘老化 绝缘性能好 使用寿命长 生产周期短 工艺简化 无油 免维护 运行更加安全可靠 能顺应无油化变电站的发展潮流 满足现代电网对输变电设备提出的高可靠性要求 综述 产品型号意义 1 使用环境条件 海拔 不超过2000m 环境温度 最高50 最低 40 日平均温度不超过30 最大月平均相对湿度 90 10min平均最大风速 35m s 最大覆冰厚度 20mm 污秽等级 或 类 产品主要技术参数 2 设备最高电压40 5 126 252 363 550kV3 额定频率50Hz4 额定连续热电流300 4000A5 额定电流比300 1 4000 1300 5 4000 52 2000 16 二次组合0 2 0 2S 0 5 0 5S 5P TPY等任意组合7 额定二次负荷0 2级 0 2S级 0 5级 0 5S级 5P级 30VA 50VATPY级 15 20 产品主要技术参数 8 准确限值系数20 409 仪表保安系数 510 TPY级准确限值条件a 一次时间常数Tp 100msb 短路电流直流分量100 即全偏移 c 规定的工作循环 C100msO400msC100msO两次通电保证准确度时间均为40ms11 额定绝缘水平35kVCT 40 5 95 200kV110kVCT 126 200 480kV220kVCT 252 395 950kV330kVCT 510 950 1175kV500kVCT 680 1175 1550kV 740 1175 1550kV1675 产品主要技术参数 12 短时热电流50 63kA3s13 额定动稳定电流125 160kA 峰值 14 零表压耐压水平1 3倍设备最高工作电压 5min15 局部放电水平1 2倍设备最高工作电压下 5pC Um下 10pC16 年漏气率 0 1 17 SF6气体含水量 150 10 6 V V 18 无线电干扰水平1 1倍设备最高工作电压下 无线电干扰电压 500 V19 外绝缘爬电比距 25mm kV或 31mm kV20 一次端子静态承受载荷4000N 6000N 产品主要技术参数 产品结构特点 防爆装置 壳体 套管 支持绝缘子 底座 气体密度计 屏蔽 屏蔽 接线盒 产品采用倒置式结构 由壳体 防爆片 盆式支持绝缘子 套管 底座 屏蔽罩 气体密度计等部件组成 产品内部带有改善电场的屏蔽件 外带均压环改善产品电场 二次线通过接线端子接在密闭的接线盒内 关键零部件如套管 屏蔽件 壳体 绝缘件 密封件等均委托具有良好生产条件的专业厂家制造 以保证关键部件的质量 壳体 二次屏蔽 一次导杆 主绝缘结构特点 1主绝缘采用同轴圆柱形均匀电场结构 一次导杆 二次屏蔽 壳体相互构成同轴圆柱形均匀电场 2绝缘间隙裕度较大 如500kV产品绝缘间隙至少保证150mm 国外或引进产品只有75 109mm 3采用合理的额定压力来保证绝缘可靠 330 500kVCT额定压力为0 45MPa 国外或引进产品为0 39MPa 4分压结构采用中间分压屏 中间分压屏与高压和低压之间均为纯SF6气体绝缘 没有采用工艺性较不稳定的气膜电容锥结构 从结构设计上排除了局放和介损的隐患 5产品零表压耐受电压达到1 1 1 3Um 6500kV产品应能达到在680kV工频电压下 将产品置于漆黑的高压厅内无可见电晕和680kV工频电压下局放小于5pc的高标准要求 壳体由防锈铝板焊接而成 提高产品外观防锈 彻底杜绝涡流发热 避免了铸铝件强度低和沙眼漏气的隐患 壳体下筒采用了国内成熟的GIS组合电器壳体翻边工艺保证了壳体内表面的光滑平整 三通式结构可满足较多二次线圈 9 10个 的需要 壳体端板也采用防锈铝板制作 以减少涡流 所有铝件连接螺纹全部加装了钢丝螺纹套 以提高螺纹的耐磨性和强度 产品结构特点 壳体上部加装了防爆片 SF6电流互感器的内绝缘具有很高的可靠性 一般情况下是不可能产生内部绝缘故障电弧的 但考虑到不可预见的意外因素可能引起的内部电弧 在这种情况下 作为设备的一种保安措施 特加装了设计爆破压力为0 8 0 9MPa的防爆片 产品结构特点 承受全电压的盆式绝缘子及二次接线板均委托具有很好的真空环氧树脂浇注设备和工艺的厂家制作 盆式绝缘子的机械强度经过抗弯和抗拉试验 电气性能经过绝缘耐压和24小时全电压局部放电试验 小于1pC 产品经过长途运输试验和绝缘试验 其机械强度和电气性能合格 质量可靠 产品结构特点 外绝缘套管 110 220kV 330kV产品采用SF6专用高强度瓷套或高温硫化硅橡胶复合空心绝缘套管 500kV产品采用高温硫化硅橡胶复合空心绝缘套管 可承受近1 6MPa的额定压力 破坏压力 4 0MPa 高温硫化硅橡胶复合空心绝缘套管耐老化性能良好 耐漏电起痕 4 5kV mm 内支撑件采用了壁厚 16mm玻璃钢筒 保证了套管强度 外绝缘爬电比距 31mm kV 产品结构特点 所有屏蔽件和内部电极均为专业厂家采用专用模具旋压工艺制作 表面光滑平整 粗糙度达3 2 m以上 整台产品接近无局放 产品结构特点 产品结构特点 六氟化硫 SF6 压力 密度 仪表具有自动温度补偿功能 在 30 60 范围内任何温度下指示的压力值是室温下的压力值 密度 压力表配有专用连接阀 单向自封阀 压力表拆除后 阀门自动关闭 渗漏率 10 15MPa M3 s 产品底座内装设了SF6气体密度控制器 产品额定压力为0 35MPa 500kVCT为0 45MPa 当产品内部压力为0 3MPa 500kVCT为0 4MPa 时 密度控制器发出报警信号 产品密封性能是SF6电器产品最关键的问题 应采用国内成熟的密封结构设计 严格的限位密封 密封圈采用优质三元乙丙橡胶圈 同时为保证密封性能的长期性 采用密封胶和防水胶 每台产品保证年泄漏率 0 1 能确保产品长期安全运行 产品结构特点 测量级采用了导磁性能良好的超微晶合金铁芯 误差曲线相当平稳 0 2S级等测量级均有较大裕度 仪表保安系数经直接法试验达到了FS 5的要求 由于是倒立结构 5P级二次铁芯内的磁场相当均匀 直接法试验表明 复合试差均远小于5 要求 能保证继电保护正确动作 产品结构特点 TPY级借鉴油浸式互感器TPY级设计经验 同时由于倒立结构形成的二次磁场的均匀性 使TPY级暂态误差更为优异 TPY级暂态误差均应小于5 且两次通电保证准确度时间在100ms内也能小于5 暂态性能应十分优异 产品应满足50 63kA3s的热稳定试验和125 160kA的动稳定试验 产品结构特点 设计时注意的内容 立式结构电场特点国外公司 如德国MWB 德国雷兹 法国Alstom公司 和国内公司 上海MWB公司 大连第一互感器公司 山东彼岸电气设备有限公司 500kVSF6气体绝缘互感器匀为立式结构 即躯壳为直立的圆柱形结构 1 一次 高电位 对二次 低电位 同轴圆柱体电场 2 二次 低电位 对壳体 高电位 正交电场 电场分布不均匀 无措施改善场强 上述两个电场处于正交 电场分布不均匀 无措施改善场强 端部主绝缘距离必须增大 3 二次引出线 低电位 对电容式套管 绝缘介质 树脂和纸 的电位是变化的 为同轴圆柱体电场 该电场与上述第一个同轴圆柱体电场处于正交 正交区的电场特别不均匀 国内外一些公司多用电容套管来改善电场分布 采用胶纸包扎或环氧树脂浇注 该结构工艺复杂 很难将包扎或浇注中的空气排尽 气泡导致局部电场集中和局部放电量的增大 局放的逐步发展和对绝缘材料的热和电的破坏将可能导致运行中的内绝缘损坏 立式结构电场特点 卧式结构电场特点湖南电力电瓷电器厂 西安中新电力设备制造有限公司为卧式结构 躯壳为平放的圆柱体结构 1 一次对二次为同轴圆柱体电场 2 二次对壳体为同轴圆柱体电场 上述两个电场处于同轴 电场分布均匀 3 二次引出线对充气 SF6气体 套管为同轴圆柱体电场 该电场与上述两个同轴圆柱体电场处于正交 在正交区的电场特别不均匀 在空心复合绝缘子上端部放置高电位充气套管和中间电位充气套管 来改善内部和外部电场 设计原则 影响SF6气体间隙绝缘的最重要因素是电场的均匀性 在均匀电场中 SF6气体的绝缘性能十分优良 气体间隙d的增大 气体压力p的增加都能显著地提高间隙的绝缘能力 在均匀电场中 SF6间隙的击穿场强大约是同等空气间隙的三倍 而在极不均匀电场下SF6间隙的击穿场强大约只是同等空气间隙的三分之一 在SF6电器结构中 均匀电场是不可能有的 不良的设计有可能出现极不均匀电场 因此设计时必须避免出现这一现象 注意事项如下 1 零部件不能有尖角 尽量加大零部件外形圆角半径 实在避免不了的尖角应加电场屏蔽件 2 努力避免棒 板间隙设计 采用电场稍不均匀的同轴圆柱形或同心球形结构设计 对于不可避免的棒 板形结构处 必要时增设电场屏蔽件将电场转变为同轴圆柱形分布 与同等间隙的极不均匀电场相比 稍不均匀的同轴圆柱或同心球形电场具有高得多的绝缘强度 设计原则 场强控制 稍不均匀电场 不均匀系数 2 下 SF6气体在0 35MPa压力下的场强允许值为22kV mm 在0 45MPa压力下的场强允许值为26kV mm 卧式结构 一次导体直径取 120 二次绕组屏蔽罩内径取 404 最大场强为21 3kV mm 二次绕组屏蔽罩外径取 760 躯壳外径取 1100 最大场强为11 9kV mm 立式结构 二次绕组屏蔽罩与外壳之间的场强也按此控制 绝缘距离不小于200mm 端部 2 不均匀系数 4 场强允许值按10kV mm控制 盆式绝缘子 绝缘子内部允许场强 最高工作相电压 取3kV mm 绝缘子表面 切线方向 允许场强 雷电冲击电压 取10kV mm 电密控制 铝管取1A mm2 铜管 或铜线 取2A mm2 高电位屏蔽及中间电位屏蔽的设计 SF6电流互感器头部是一个尺寸很大的高电位壳体 空心复合绝缘子外部电场分布很不均匀 电场等位线大量地集中于互感器的上方 采用高电位屏蔽可以改善空心复合绝缘子法兰处的电场不均匀性 但500kV及以上电压等级仅采用高电位屏蔽是不够的 电场计算表明 当不设置中间电位屏蔽时 40 的电位集中在空心复合绝缘子的上方 这部分空心复合绝缘子只占总高度的18 换言之 18 的空心复合绝缘子高度承受了40 的试验电压 而空心复合绝缘子下方约50 的高度都只承受10 的电压 采用中间电位屏蔽 向下压到空心复合绝缘子总高40 50 的高度 使空心复合绝缘子上方电场缓和 二次引出线管直径取 120 中间屏蔽管内径取 280 长2100 外径取 290 高压屏蔽内径取 440 长800 硅橡胶复合绝缘子的设计外绝缘爬电比距 31mm kV 爬距 17050mm 高度4600mm 内径 600 高电位屏蔽及中间电位屏蔽的设计 微水是S