CN105305398A - 一种超高压gis快速暂态过电压抑制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，包括：金属罐体，金属罐体内部设有隔离间隙和与隔离间隙相连的单元模块，且单元模块包括电阻、电容和金属螺栓，电阻通过金属螺栓与电容相连。本发明在金属罐体内部设有隔离间隙和单元模块，当GIS设备未出现快速暂态过电压时，隔离间隙的容抗较大，可将暂态过电压抑制装置视为开路，保证GIS正常运行；当GIS设备出现快速暂态过电压后，暂态过电压等效频率高，隔离间隙的容抗极小，可将本装置视为一个大负载，GIS内快速暂态过电压的能量通过电阻加以消耗，从而使暂态过电压幅值明显下降，可以解决现有技术对GIS内快速暂态过电压的抑制效果较差的技术问题。

Description

一种超高压GIS快速暂态过电压抑制系统

技术领域

本发明涉及一种电力设备过电压防护技术领域，尤其涉及一种超高压GIS快速暂态过电压抑制系统。

背景技术

地理信息系统(GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS)有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

随着电网负荷的飞速增长，特高压输电已成为我国电网建设的必然趋势，特高压GIS因其具有绝缘性能好、占地面积小、运行安全、维护方便等诸多优点而被广泛应用。GIS内隔离开关动作或发生故障时，其内部会产生快速暂态过电压(VFTO)，对GIS内部绝缘部件构成极大威胁。因此，对GIS内快速暂态过电压的抑制具有非常重要意义。

目前，对GIS内快速暂态过电压的抑制装置主要为传统的磁环、避雷器等设备，传统设备对GIS内快速暂态过电压的抑制效果十分有限，其中，避雷器对快速暂态过电压的抑制效果与避雷器与隔离开关动作点或故障点的位置有关，避雷器与动作点的距离越远，处于GIS外部的避雷器对快速暂态过电压的抑制效果越差。

发明内容

本发明提供一种超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，以解决现有技术对GIS内快速暂态过电压的抑制效果较差的技术问题。

本发明提供一种超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统包括：金属罐体，所述金属罐体内部设有隔离间隙和与所述隔离间隙相连的单元模块，且所述单元模块包括电阻、电容和金属螺栓，所述电阻通过所述金属螺栓与所述电容相连。

优选的，所述隔离间隙还包括：金属极板以及设置于所述金属极板外部的绝缘隔板。

优选的，所述金属罐体内部填充有六氟化硫。

优选的，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统还包括：金属端盖和法兰，所述金属端盖通过所述法兰与所述金属罐体相连。

优选的，所述绝缘隔板为聚丙烯绝缘隔板。

优选的，所述电阻为卡玛丝双线无感电阻。

优选的，所述电容为脉冲电容器。

优选的，所述单元模块的数目至少为5个。

优选的，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统还包括金属导杆和金属软连接件，所述金属导杆通过所述金属软连接件与GIS连接。

优选的，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统还包括盆式绝缘子，所述盆式绝缘子通过法兰安装于所述金属罐体与金属端盖相对的一侧。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供一种超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统包括：金属罐体，所述金属罐体内部设有隔离间隙和与所述隔离间隙相连的单元模块，且所述单元模块包括电阻、电容和金属螺栓，所述电阻通过所述金属螺栓与所述电容相连。本发明在金属罐体内部设有隔离间隙，当GIS设备未出现快速暂态过电压时，电压频率低，隔离间隙的容抗较大，可将暂态过电压抑制装置视为开路，保证GIS正常运行；当GIS设备出现快速暂态过电压后，暂态过电压等效频率高，此时，隔离间隙的容抗极小，可将本超高压GIS快速暂态过电压抑制系统视为一个大负载，极大消耗GIS内快速暂态过电压的能量，从而使暂态过电压幅值明显下降，从而解决现有技术对GIS内快速暂态过电压的抑制效果较差的技术问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

图1是本发明实施例中提供的一种超高压GIS快速暂态过电压抑制系统的结构示意图。

符号表示：

1-金属罐体，2-隔离间隙，3-金属极板，4-绝缘隔板，5-单元模块，6-电阻，7-电容，8-金属螺栓，9-法兰，10-金属导杆，11-金属软连接件，12-盆式绝缘子。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

请参考图1，所示为本发明实施例中提供的一种超高压GIS快速暂态过电压抑制系统的结构示意图。

由图1可知，本发明提供一种超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，包括：金属罐体1，所述金属罐体1内部设有隔离间隙2和与所述隔离间隙2相连的单元模块5，且所述单元模块5包括电阻6、电容7和金属螺栓8，所述电阻6通过所述金属螺栓8与所述电容7相连。

本发明在金属罐体1内部设有隔离间隙2，当GIS设备未出现快速暂态过电压时，电压频率低，隔离间隙2的容抗较大，可将暂态过电压抑制装置视为开路，保证GIS正常运行；当GIS设备出现快速暂态过电压后，暂态过电压等效频率高，此时，隔离间隙2的容抗极小，可将本超高压GIS快速暂态过电压抑制系统视为一个大负载，GIS内快速暂态过电压的能量通过双线无感电阻6加以消耗，从而使暂态过电压幅值出现明显下降。本超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，在超高压GIS内隔离开关动作或发生故障时，能够保证GIS设备内的快速暂态过电压幅值处于500kV以下，因此，可以解决现有技术对GIS内快速暂态过电压的抑制效果较差的技术问题。

所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统的抑制效果取决于装置的整体电容与整体电阻值，只要保证装置的整体电容在600-700pF范围内、整体电阻在40-70Ω内，就能够达到抑制效果。单元模块的多少主要取决于装置内每个电容、电阻的沿面闪络电压。

优选的，单元模块5的数目至少为5个。在整个超高压GIS快速暂态过电压抑制系统所承受的冲击电压一定的条件下，单元模块5的数量越多，每个单元模块所分担的电压就越低，因此，需要保证装置具有足够多的单元模块5，从而降低各个单元模块5的电压，防止单元模块5内电容7与电阻6的沿面闪络。

本实施例中，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统的对外等效电阻为40-70Ω，对外等效电容为600-700pF。所述金属螺栓的规格为M20mm以上，从而保证所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统具有足够的机械强度与通流能力。

由于所述装置自身的电感将对暂态过电压的抑制产生负面影响，因此，为尽量减小电感，优选的，电阻6采用无感绕法制成，多种无感绕法均可，本实施例采用双线无感绕法，双线无感绕法为两条电阻丝并联而成，与其他无感绕法相比，具有更大的载流量。

优选的，本实施例中，电阻6的电阻丝为卡玛丝。卡玛丝是在镍铬合金中加入少量的铝、铁、铜、锰、硅等合金元素构成。它具有较高的电阻系数、较低的电阻温度系数，此外，与康铜丝、锰铜丝等其他电阻丝相比，虽然其中所含的镍元素价格较高，但具有更强耐腐蚀性，能够保证其长期工作在变压器油环境中。

本实施例中电容7为脉冲电容器，其通流能力强，在高频暂态过电压作用下具有较高的稳定性，不易损坏。

进一步，所述隔离间隙2还包括：金属极板3以及设置于所述金属极板3外部的绝缘隔板4。

优选的，所述绝缘隔板4为聚丙烯绝缘隔板。由于所述聚丙烯具有较高的介电常数，其击穿电压也很高，而且是所有塑料中最轻的品种之一，适合作为绝缘介质使用，将其作为隔离间隙的填充物可增大隔离间隙的电容。聚丙烯的结晶度高，结构规整，具有优良的力学性能，有利于起到对金属导杆10的固定作用，此外，其耐热性能也十分优越，能够在电气绝缘、机械支撑、耐热能力等各个方面满足本文装置的要求。本实施例中绝缘隔板4的尾端为伞裙结构，进一步增强对金属导杆10的固定作用。

进一步，所述金属罐体1内部填充有六氟化硫。以六氟化硫代替空气作为绝缘介质，能够保证较高的沿面闪络电压，使得所需单元模块5的数量远小于绝缘介质为空气时单元模块5的数量。

进一步，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统还包括：金属端盖8和法兰9，所述金属端盖8通过所述法兰9与所述金属罐体1相连。所述金属罐体1的末端使用金属端盖8进行密封，金属罐体1的外壳可通过接地线与大地可靠连接。

更进一步的，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统还包括金属导杆10和金属软连接件11，所述金属导杆10通过所述金属软连接件11与GIS连接。所述金属导杆软连接件11能够保证金属导杆10与GIS可靠的电气连接，且允许装置的小幅度移动，增加装置的装卸灵活性。

进一步，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统还包括盆式绝缘子12，所述盆式绝缘子12通过法兰9安装于所述金属罐体1与金属端盖8相对的一侧。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，其特征在于，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统包括：金属罐体(1)，所述金属罐体(1)内部设有隔离间隙(2)和与所述隔离间隙(2)相连的单元模块(5)，且所述单元模块(5)包括电阻(6)、电容(7)和金属螺栓(8)，所述电阻(6)通过所述金属螺栓(8)与所述电容(7)相连。

2.根据权利要求1所述的超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，其特征在于，所述隔离间隙(2)还包括：金属极板(3)以及设置于所述金属极板(3)外部的绝缘隔板(4)。

3.根据权利要求2所述的超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，其特征在于，所述金属罐体(1)内部填充有六氟化硫。

4.根据权利要求3所述的超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，其特征在于，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统还包括：金属端盖(8)和法兰(9)，所述金属端盖(8)通过所述法兰(9)与所述金属罐体(1)相连。

5.根据权利要求1所述的超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，其特征在于，所述绝缘隔板(4)为聚丙烯绝缘隔板。

6.根据权利要求2所述的超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，其特征在于，所述电阻(6)为卡玛丝双线无感电阻。

7.根据权利要求2所述的超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，其特征在于，所述电容(7)为脉冲电容器。

8.根据权利要求2所述的超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，其特征在于，所述单元模块(5)的数目至少为5个。

9.根据权利要求1-8任一项所述的超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，其特征在于，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统还包括金属导杆(10)和金属软连接件(11)，所述金属导杆(10)通过所述金属软连接件(11)与GIS连接。

10.根据权利要求9所述的超高压GIS快速暂态过电压抑制系统，其特征在于，所述超高压GIS快速暂态过电压抑制系统还包括盆式绝缘子(12)，所述盆式绝缘子(12)通过法兰(9)安装于所述金属罐体(1)与金属端盖(8)相对的一侧。