GIS高壓電氣設(shè)備抗震性能試驗(yàn)研究

劉靜 謝曉燕

摘 要：高壓電氣測(cè)試是一項(xiàng)非常復(fù)雜，非常危險(xiǎn)和非常重要的任務(wù)，是確保電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施之一。因此，及時(shí)檢測(cè)高壓電氣設(shè)備的性能和絕緣情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決相關(guān)問題。本文討論了電氣設(shè)備的高壓試驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;高壓試驗(yàn);重要措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.137

1 前言

高壓電氣測(cè)試是一個(gè)復(fù)雜而重要的問題，對(duì)確保電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要意義。操作過(guò)程嚴(yán)格，嚴(yán)格遵守相應(yīng)的規(guī)定。相關(guān)人員應(yīng)不斷提高日常工作實(shí)踐中的專業(yè)素質(zhì)和技能，建立高度的安全意識(shí)，確保員工的安全，為電網(wǎng)的開發(fā)和穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造更好的環(huán)境。

2 電氣設(shè)備高壓試驗(yàn)的重要性

高壓測(cè)試的目的是依靠某些方法對(duì)電氣設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行可靠性測(cè)試，依靠相關(guān)的測(cè)試設(shè)備，并使用模擬方法。為配電、供電和電力安全提供可靠而有力的數(shù)據(jù)。高壓檢測(cè)可以根據(jù)電壓值的變化來(lái)檢測(cè)電力系統(tǒng)中存在的任何故障和安全危險(xiǎn)。因此，電力系統(tǒng)需要組織一批經(jīng)驗(yàn)豐富，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓と硕ㄆ谶M(jìn)行高壓測(cè)試。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的故障和隱患，可以采取相應(yīng)的維護(hù)和修理措施，以避免在額定電壓和過(guò)電壓的作用下電氣設(shè)備絕緣擊穿引起的電源故障。高壓測(cè)試是判斷電氣設(shè)備安全的重要手段。在電力系統(tǒng)中，高壓電氣設(shè)備是非常重要的設(shè)備，是電力安全生產(chǎn)、控制調(diào)節(jié)、傳輸變換的前提和有效保障，高壓電氣設(shè)備不同，其技術(shù)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和性能也不同。高壓電氣設(shè)備的電氣試驗(yàn)是對(duì)其主絕緣或參數(shù)能否滿足安全運(yùn)行的一個(gè)非常重要檢驗(yàn)途徑。在高壓電氣設(shè)備投入生產(chǎn)之前，生產(chǎn)廠家一定要反復(fù)進(jìn)行必要的高壓電氣試驗(yàn)，驗(yàn)證高壓電氣設(shè)備的可靠性安全性和適用性，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要措施。

3 電氣設(shè)備通用高壓試驗(yàn)

高壓試驗(yàn)有其獨(dú)特性，除了組織措施良好落實(shí)后，還要保證技術(shù)措施的落實(shí)。高壓試驗(yàn)開始前，要嚴(yán)格檢查設(shè)備的接地情況，保證每個(gè)試驗(yàn)設(shè)備接地狀態(tài)良好，在完成每一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目后，都要完成被試設(shè)備放電的放電作業(yè)，將電壓調(diào)零，既確保了試驗(yàn)人員的人身安全，也為開展下一個(gè)高壓試驗(yàn)做好了準(zhǔn)備。

（1）交流壓力試驗(yàn)。交流耐壓試驗(yàn)對(duì)絕緣試驗(yàn)非常嚴(yán)格，可以有效地檢測(cè)出更危險(xiǎn)的集中缺陷。確定電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度是最直接的方法，也是確保設(shè)備絕緣水平，避免絕緣事故的重要手段。（2）直流耐壓試驗(yàn)。直流耐壓測(cè)試具有非常高的電壓，并且對(duì)絕緣中發(fā)現(xiàn)的局部缺陷具有特殊影響，這可以與漏電流測(cè)試同時(shí)進(jìn)行。與交流耐壓試驗(yàn)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)設(shè)備輕，絕緣損壞小，易于檢測(cè)設(shè)備的局部缺陷。（3）漏電流試驗(yàn)。通常，DC兆歐表電壓小于2.5kV，遠(yuǎn)低于某些電氣設(shè)備未準(zhǔn)備好運(yùn)行的電壓。如果認(rèn)為兆歐表測(cè)量電壓太低，也可以通過(guò)增加直流高壓來(lái)測(cè)量電氣設(shè)備的漏電流。（4）介質(zhì)損耗因數(shù)。TG-Delta測(cè)試介電損耗因子Tg反映了絕緣損耗的特征參數(shù)，并且對(duì)局部缺陷而非局部缺陷非常敏感。電氣設(shè)備的絕緣是濕的、劣化的和小尺寸的。（5）絕緣電阻試驗(yàn)。絕緣電阻測(cè)試是電氣設(shè)備絕緣測(cè)試中應(yīng)用最廣泛，最方便的工程。絕緣電阻值可有效反映總絕緣水分，污染和嚴(yán)重過(guò)熱的缺陷。最常用的絕緣電阻測(cè)試儀是絕緣電阻測(cè)試儀。（6）絕緣預(yù)防試驗(yàn)。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)是確保設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施之一。通過(guò)試驗(yàn)，掌握了設(shè)備的絕緣狀況，發(fā)現(xiàn)了內(nèi)部絕緣的隱患，經(jīng)檢查和修理即可消除。必須更換嚴(yán)苛的條件以避免設(shè)備故障發(fā)生故障。運(yùn)行中的燃燒，例如停電或設(shè)備損壞，導(dǎo)致無(wú)法修復(fù)的損壞。

4 GIS套管抗震計(jì)算及真型試驗(yàn)

為了估算特高壓瓷套管的抗震能力，利用ANSYS等軟件，通過(guò)建立模型、靜力分析、模態(tài)分析、地震加速度反應(yīng)譜分析等，最后得出估算結(jié)果。按照規(guī)定的9級(jí)烈度地震加速度，阻尼比取2%，并考慮風(fēng)載，內(nèi)壓等疊加的靜力載荷。計(jì)算并得出結(jié)果：特高壓GIS套管在9級(jí)烈度地震波作用下，其應(yīng)力小于材料的許用應(yīng)力，且有一定的安全裕度。

為進(jìn)一步驗(yàn)證特高壓GIS的抗震性能，國(guó)網(wǎng)公司組織GIS廠家進(jìn)行了特高壓GIS套管抗9級(jí)烈度的地震真型試驗(yàn)。根據(jù)要求套管需帶上蔽環(huán)，套管塔形筒和套管支架均與工程實(shí)際使用一致，套管內(nèi)部為1個(gè)大氣壓的空氣。套管出廠時(shí)進(jìn)行完備的出廠試驗(yàn)，并確認(rèn)運(yùn)到試驗(yàn)場(chǎng)地的狀態(tài)。

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用推薦的白噪聲隨機(jī)波作為測(cè)試套管的動(dòng)力特性激勵(lì)，利用人工合成地震波作為地震作用。由于豎向地震作用對(duì)單柱式電氣設(shè)備的影響較小，因此此次試驗(yàn)不考慮豎向地震作用。同時(shí)，對(duì)于軸對(duì)稱設(shè)備而言，由于不會(huì)出現(xiàn)明顯的扭轉(zhuǎn)振型，一個(gè)水平方向上的地震輸入不會(huì)造成另一個(gè)水平方向上明顯的震動(dòng)響應(yīng)，也就是說(shuō)水平方向兩個(gè)方向的地震響應(yīng)基本上是相互獨(dú)立的。考慮到兩個(gè)方向的地震輸入中加速度峰值的不同步，因此可以認(rèn)為單水平向地震與水平向地震作用效果相當(dāng)，只需要進(jìn)行單水平向地震試驗(yàn)就能夠判斷設(shè)備的抗震能力。

套管抗震試驗(yàn)流程：（1）輸入白噪聲，測(cè)定設(shè)備的自振頻率和阻尼比;（2）輸入人工波，進(jìn)行迭代，滿足反應(yīng)譜容差控制要求;（3）輸入白噪聲，檢測(cè)試品有無(wú)結(jié)構(gòu)性損傷;（4）輸入人工波，以9級(jí)烈度加速度進(jìn)行抗震試驗(yàn);（5）輸入白噪聲，檢測(cè)試品有無(wú)損傷。試驗(yàn)過(guò)程中采用加速度計(jì)及鉑式電阻應(yīng)變片進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以進(jìn)行分析。

通過(guò)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：在輸入目標(biāo)峰值加速度的情況下，可測(cè)得瓷套管根部最大應(yīng)變值。根據(jù)反應(yīng)譜容差控制要求，依據(jù)瓷套的彈性模量，可求得調(diào)整后的應(yīng)力值。再組合風(fēng)壓載荷并考慮內(nèi)壓后的應(yīng)力值，與計(jì)算結(jié)果非常接近，且小于該瓷套管的容許應(yīng)力值。因此判定該特高壓GIS套管順利通過(guò)9級(jí)烈度的地震真型試驗(yàn)，可滿足高烈度地區(qū)變電站需求。

5 結(jié)束語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，電力變壓器的抗震測(cè)試是為了確保新電力技術(shù)的高效率和應(yīng)用?；竟ぷ骶哂袕?fù)雜、技術(shù)含量高的特點(diǎn)。因此，在抗震測(cè)試期間，必須仔細(xì)選擇抗震測(cè)試條件和電源變壓器的測(cè)試。方法。測(cè)試內(nèi)容，我們必須做全面的保護(hù)準(zhǔn)備工作，選擇高質(zhì)量的測(cè)試人員，我相信隨著這些綜合因素的共同努力，必須安全，平穩(wěn)地完成電源變壓器的抗震測(cè)試，以獲得最準(zhǔn)確的測(cè)試數(shù)據(jù)?？茖W(xué)地確定了電力轉(zhuǎn)換的綜合性能。

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