-vfto2010-耐壓實(shí)驗(yàn)課件

VFTOVFTO的特征特快速瞬態(tài)過(guò)電壓(VFTO)是指波前時(shí)間在3~100ns范圍內(nèi)的瞬態(tài)過(guò)電壓,在IEC60071-1:1993(絕緣配合第1部分定義、原理和原則和IEC60071-4:2004(絕緣配合第4部分絕緣配合和電氣網(wǎng)絡(luò)模擬用計(jì)算導(dǎo)則)中稱(chēng)之為VFTO。在我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB31111-1997(高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合)中稱(chēng)之為陡波前過(guò)電壓。VFTO主要是由于GIS中的隔離開(kāi)關(guān)操作等原因而引起的,所以有的國(guó)家又把它稱(chēng)之為隔離開(kāi)關(guān)操作過(guò)電壓。VFTOVFTO的起因在GIS里,隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間的連線(xiàn)非常短,其電容很小,波的來(lái)回折反射時(shí)間很短。在隔離開(kāi)關(guān)合或切此短線(xiàn)時(shí),其瞬態(tài)過(guò)電壓的振蕩頻率極高。IEC60071-1:1993和GB31111-1997提出的VFTO或陡波前過(guò)電壓典型波形,開(kāi)始部分的振蕩波的頻率可達(dá)300kHz~100MHzVFTO的起因隔離開(kāi)關(guān)操作過(guò)程中,由于其動(dòng)觸頭移動(dòng)速度較慢,會(huì)引起觸頭間的多次的預(yù)擊穿或重?fù)舸?。合閘過(guò)程中,兩觸頭靠近會(huì)發(fā)生預(yù)擊穿。由于操作速度慢,首次擊穿必然在工頻電壓峰值時(shí)發(fā)生。擊穿電流給容性負(fù)荷(短線(xiàn))充電至電源電壓,加在觸頭間的電位差下降,火花放電熄滅,殘余電荷留在短線(xiàn)上。隨后的擊穿就類(lèi)似于重合閘,可導(dǎo)致較高電壓幅值的VFTO。分閘過(guò)程中,也由于其動(dòng)觸頭移動(dòng)速度較慢,兩觸頭之間會(huì)發(fā)生重?fù)舸?也類(lèi)似于重合閘,同樣可導(dǎo)致較高的VFTO值。VFTO的危害暫態(tài)地電位升高和殼體暫態(tài)電位升高DS或CB的操作在GlS內(nèi)產(chǎn)生的VFTO會(huì)引起TGPR，TGPR和TEV是由高頻低能放電引起的上升及持續(xù)時(shí)間短的瞬態(tài)電壓。盡管TGPR衰減很快,但若不加限制,會(huì)產(chǎn)生火花放電,甚至外殼擊穿,危及人身安全，TGPR或TEV會(huì)引起與Gls相連的控制!保護(hù)!信號(hào)等二次設(shè)備的干擾損壞。對(duì)二次設(shè)備的影響

VFTO可以通過(guò)電壓互感器(PT)或電流互感器(CT)內(nèi)部的雜散電容傳入與之相連的二次電纜進(jìn)而進(jìn)入二次設(shè)備;另外VFTO還可以通過(guò)接地網(wǎng)進(jìn)入二次電纜的屏蔽層,進(jìn)而感應(yīng)到二次電纜的芯線(xiàn)，這樣,GIS的二次電纜處于電磁污染嚴(yán)重的環(huán)境中,影響了GIS控制和保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行，二次設(shè)備的微型化、數(shù)字化和智能化也增加了二次設(shè)備對(duì)瞬態(tài)干擾的敏感性和脆弱性。VFTO的危害對(duì)變壓器的影響VFTO的最大受害者是變壓器，當(dāng)GIS內(nèi)部產(chǎn)生的VFTO以行波的方式通過(guò)母線(xiàn)傳播到套管時(shí),一部分禍合到架空線(xiàn)上并沿線(xiàn)傳播,危及外接設(shè)備的絕緣。而系統(tǒng)中的主變壓器直接和GIS相連,因此受VFTO的影響很大。不論是與GIS(通過(guò)SF6-油套管)直接連接的還是非直接連接(通過(guò)SF6-空氣套管、架空線(xiàn)路、空氣-油套管)的變壓器,在受到VFTO作用時(shí),都會(huì)有兩種影響:1)當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)觸頭擊穿瞬間產(chǎn)生的階躍波到達(dá)變壓器時(shí),在變壓器端部加上了一個(gè)陡波頭波,對(duì)直接連接的變壓器,其上升時(shí)間可能只有數(shù)十ns,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雷電沖擊截波試驗(yàn)時(shí)的波頭上升時(shí)間。VFTO的危害2)VFTO中含有的振蕩諧波的頻率與變壓器中的若干固有振蕩頻率匹配,從而引起諧振,產(chǎn)生幅值很高的高頻諧振過(guò)電壓,導(dǎo)致繞組與鐵芯以及匝間的絕緣破壞。由于變壓器的絕緣設(shè)計(jì)只考慮了雷電沖擊波以及操作波作用下引起的沖擊情況,故匝間絕緣在高頻振蕩情況下顯得很脆弱。此外,不論是與Gls直接連接的還是非直接連接的變壓器,其內(nèi)部的絕緣都將會(huì)受到很大的威脅,其中非直接連接的變壓器受到的VFTO頻率較低。交流耐壓-感應(yīng)耐壓有些電氣設(shè)備，如變壓器、電抗器、消弧線(xiàn)圈，其繞組絕緣是分級(jí)的，線(xiàn)端絕緣較強(qiáng)，中性點(diǎn)或接地端絕緣教弱，這樣，繞組的各不同部位應(yīng)該耐受和能夠耐受的試驗(yàn)電壓比當(dāng)然不一樣，這種情況外施電壓法就不能用了。另外，外施電壓法對(duì)繞組的縱絕緣和相間絕緣（不能分相時(shí)）也不能試驗(yàn)。感應(yīng)耐壓解決辦法是感應(yīng)電壓試驗(yàn)，即在其低壓繞組上加足夠高的電壓，使高壓繞組(中壓繞組)感應(yīng)出所需的試驗(yàn)電壓來(lái)。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，各繞組的感應(yīng)電壓應(yīng)為各該繞組額定電壓的兩倍。由于是繞組自身感應(yīng)電壓，故這種電壓在繞組繞組各點(diǎn)的分布足接近于運(yùn)行情況的，也就是說(shuō)，可以做到使中性點(diǎn)和線(xiàn)端主絕緣上承受的電壓均符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)，繞組的縱絕緣也受到相應(yīng)的考驗(yàn)(其電位梯度將兩倍于正常情況）交流耐壓-感應(yīng)耐壓交流耐壓-超低頻耐壓超低頻絕緣耐壓試驗(yàn)實(shí)際上是工頻耐壓試驗(yàn)的一種替代方法。在對(duì)大中型發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電力電纜等試品進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，由于它們的絕緣層呈現(xiàn)較大的電容量，所以需要很大容量的試驗(yàn)變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設(shè)備，不但笨重，造價(jià)高，而且使用十分不便。為了解決這一矛盾，國(guó)際上普遍采用了降低試驗(yàn)頻率，從而降低了試驗(yàn)電源容量的方法。從國(guó)內(nèi)外多年的理論和實(shí)踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)替代工頻耐壓試驗(yàn)，不但能有同樣的等效性，而且設(shè)備的體積大為縮小，重量大為減輕，理論上容量約為工頻的五百分之一，且操作簡(jiǎn)單。交流耐壓-串聯(lián)諧振隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城網(wǎng)供電電壓等級(jí)的提高，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜（XLPE）以其合理的工藝和結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的電氣性能和安全可靠的運(yùn)行特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外獲得越來(lái)越廣泛的使用。尤其在高壓輸電領(lǐng)域更取得了巨大的進(jìn)展。與充油電纜相比，交聯(lián)電纜敷設(shè)安裝方便，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，不存在油的淌流問(wèn)題。但是，近年來(lái)的運(yùn)行和研究表明，交聯(lián)聚乙烯電纜的絕緣在運(yùn)行中易產(chǎn)生樹(shù)枝化放電，造成絕緣老化破壞，嚴(yán)重地影響了交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的使用壽命。因此，充分認(rèn)識(shí)交聯(lián)電纜的絕緣特性，及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)和預(yù)防絕緣中存在的某些缺陷，對(duì)保障設(shè)備乃至系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。闡述了影響交聯(lián)電纜絕緣的主要因素以及電纜的交接試驗(yàn)原理，認(rèn)為在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)交聯(lián)電纜實(shí)施交流耐壓試驗(yàn)是必要和可行的。交流耐壓-串聯(lián)諧振為了保證電纜安全可靠運(yùn)行，有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電纜的各種試驗(yàn)做了明確的規(guī)定。主要試驗(yàn)項(xiàng)目包括：測(cè)量絕緣電阻、直流耐壓和泄漏電流。其中測(cè)量絕緣電阻主要是檢驗(yàn)電纜絕緣是否老化、受潮以及耐壓試驗(yàn)中暴露的絕緣缺陷。直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)是同步進(jìn)行的，其目的是發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷。但是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：直流耐壓試驗(yàn)不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)電纜中的絕緣缺陷，甚至造成電纜的絕緣隱患。。交流耐壓-串聯(lián)諧振德國(guó)Sechiswag公司在1978～1980年41個(gè)回路的10kV電壓等級(jí)的XLPE電纜中，發(fā)生故障87次；瑞典的3kV～24．5kV電壓等級(jí)XLPE電纜投運(yùn)超出9000km，發(fā)生故障107次，國(guó)內(nèi)也曾多次發(fā)生電纜事故，相當(dāng)數(shù)量的電纜故障是由