近年來我國電力事業持續高(gāo)速發展,同時城市化進(jìn)程(chéng)的推進使得土地資源的(de)供需矛(máo)盾凸顯,傳(chuán)統的敞開式變電站己(jǐ)經難以在(zài)城市(shì)電網中應用,因此緊湊結構的GIS獲得了(le)廣泛的應用。由於GIS的特殊結構,業內普遍認為它是免修設備,然而隨著應用增(zēng)多及時間的推移,GIS依然出現了(le)不少的故障。據統計調查,GIS故障造成的損失會隨(suí)著電壓等級的增大而增大,同時其維修成本也越高,絕緣故(gù)障占比例最高(gāo)達到57.3% ,機械故(gù)障次之達到18.1%,其中,導(dǎo)電微粒在整個絕緣故(gù)障(zhàng)中約占20%,另外故障也多見於固體絕緣,主要是絕緣(yuán)子及澆注式樹脂絕緣缺陷。
GIS設備(bèi)產生絕緣缺陷機理複(fù)雜、原(yuán)因繁多,小編總結其中常見的(de)絕緣缺陷類型如下:金屬突起(qǐ)類缺陷、異物及自由微粒缺陷(xiàn)、懸浮電位缺陷、絕緣子類缺陷、SF6氣體混有水蒸氣等。
(1)金屬突起類缺(quē)陷
根據金屬(shǔ)尖刺位置的(de)不同,可(kě)分為高壓導體(tǐ)尖刺和外殼尖刺(cì),由於金屬尖(jiān)刺的曲率半(bàn)徑小(xiǎo),容易導(dǎo)致局部場強過高,從而造成電暈放電。在工頻電壓下,金(jīn)屬尖刺在電暈放電的(de)過程中,一般會(huì)隨著(zhe)放電而慢慢燒蝕鈍化,最終放電逐(zhú)漸(jiàn)減弱甚至消失,故此類絕緣缺(quē)陷在工頻運行電(diàn)壓下(xià)造成內(nèi)部擊(jī)穿的概率較小,但是在快速暫態過電(diàn)壓下,其造成的危害較為嚴重。
(2)異物及自由微粒缺(quē)陷(xiàn)
這種缺陷較為常(cháng)見,主要包括(kuò)在生產工藝控製不到位導致在GIS腔體(tǐ)內一六金屬碎屑以及GIS開關動作(zuò)過(guò)程中產生的金屬碎屑。在工頻運行電壓作用下,金屬微粒可能產生跳動(dòng)、移(yí)位等動作,自由金(jīn)屬顆粒在跳動後下落的過程中,局部放電較易發生,另外還可能形成導電通道,嚴重(chóng)時會導致GIS內部擊穿。局部放電(diàn)的初始電壓以及放電量與充氣壓力及金屬顆粒大小和氣壓密切相關。
(3)懸浮電位缺陷
GIS內部采用了大量的屏蔽電極,主要作用是改善(shàn)GIS內部的電場分布,使之更加(jiā)均勻,在運行初期,屏蔽電極與導體間的(de)接觸一般(bān)是比較好的,但是隨著開關動作等引起的振動作用,連接部位可能出現鬆動,則會形成這種缺陷,這種缺陷下的放電比較明顯,此時產生的(de)超聲脈衝發生是不均勻、不連續的。
(4)絕緣(yuán)子類(lèi)缺陷
絕緣子(zǐ)類缺陷一般(bān)有兩種,絕緣子(zǐ)內部缺(quē)陷和絕緣子表麵的贓汙缺陷。絕緣子內部缺(quē)陷主要是在生產工藝控製不(bú)佳造成(chéng)的,而且這種內部缺(quē)陷通常都比較微小,出廠時很難被檢測到,另外,由於矽橡膠在固化階段的收縮以及環氧樹脂和(hé)電極是不同的材料,不(bú)同的熱膨脹係數(shù)等因素最終(zhōng)也可能在絕(jué)緣子內部形成微小(xiǎo)空隙,除此之外,由裝配誤差以及GIS運行中的機械振動也可能導致(zhì)絕緣(yuán)子損傷,從而產生氣隙(xì)及裂紋缺陷。絕緣子表(biǎo)麵髒汙缺陷主要來源於生產及運輸過程,如果絕緣子(zǐ)表麵將這些汙染物吸附住,微粒附近可能引起電荷積累,長期(qī)的放(fàng)電會導致絕緣子劣(liè)化,出(chū)現電樹枝,從而破壞盆式絕緣子本體,最終導致(zhì)其(qí)損壞。
(5)SF6氣體混有水蒸氣(qì)
有研究(jiū)表(biǎo)明(míng):在GIS設備(bèi)內(nèi)部SF6氣體混(hún)入其它(tā)少量絕緣性能強的氣體(如氮氣)非但不會降低,反而會提高SF6氣體絕緣性能的作用(yòng),但混入的氣(qì)體是水蒸氣,則會造(zào)成其絕緣性能(néng)的劣化。在溫度上升的過程中,有可能導致GIS內部的雜質物質存在於混在(zài)水蒸氣凝露裏,當附著在(zài)盆子(zǐ)表麵(miàn)時,肯定會影響盆式絕緣子表麵(miàn)的絕緣特性,造成絕緣性能的降低。