CN109374683A - 一种均压电极线对冷却水管损伤模拟试验装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种均压电极线对冷却水管损伤模拟试验装置及试验方法，确定了超高压直流输电换流阀冷却水管发生损伤的原因，为后面进一步理论研究指明了方向，以便于后面采取具体措施避免冷却水管发生类似的损伤。采取的措施包括更换水管材质、增加均压电极线与冷却水管距离等。

Description

一种均压电极线对冷却水管损伤模拟试验装置及方法
技术领域
本发明涉及一种超高压直流输电中均压电极线对冷却水管损伤模拟试验方法。
背景技术
在南方电网现有的直流输电工程中，均压电极与阀层母线的连接方式有两种：一种是通过导线与阀层母线连接，另一种是采用导线杆的连接方式。
2015年穗东换流站极1高端AS阀塔AS2至AS3阀层间进水S形水管渗水，猜测是均压电极线通过的大电压对冷却水管造成的损伤。图1是现有技术中脉冲组阀塔装配图，据图所知：
穗东换流站目前通过电极线将阀层母线与均压电极连接，此现有技术只是一般性地实现了电气等电位连接，忽视了电极线在换流阀设备运行过程中由于噪声或震动等造成的导线移位情况，从而致使电极线与冷却水管碰在一起而造成换流阀设备事故隐患。经过理论分析，现发现对冷却水管产生损伤的原理大致存在两个方面：1.均压电极线通过高压在其表面电晕，电晕进一步使电极线与冷却水管周围空气产生臭氧、氮氧化物，周围空气产生的化学物质对水管(PVDF)发生腐蚀作用。2.均压电极线通过高压使周围空气发生电离，产生高速运动的高能粒子对冷却水管发生撞击，对水管产生机械损伤。
发明专利内容
本发明的目的是提供一种均压电极线对冷却水管损伤模拟试验装置及方法，验证高压直流输电换流阀均压电极线在设备运行过程中损伤水管致使冷却水管漏水的问题，验证现有理论分析的正确性，为后面的解决措施提供指导。
为实现以上目的，本发明提出了以下的技术方案：
一种均压电极线对冷却水管损伤模拟试验装置，包括调压器、变压器、保护电阻、分压器、均压电极线、绝缘凳及用于试验的水管，所述调压器与变压器的初级线圈连接，所述分压器连接于变压器次级线圈的两端，所述分压器与所述变压器之间串联有保护电阻，所述均压电极线连接于所述保护电阻的末端，所述水管放置于所述绝缘凳上，所述均压电极与所述水管可调节式接触。
同时，提供一种对应的均压电极线对冷却水管损伤模拟试验方法，包括以下步骤：
步骤一：组装所述损伤模拟试验装置；
步骤二：将所述均压电极与所述绝缘凳上的试验用水管接触；
步骤三：将所述变压器以及水管的端部接地；
步骤四：通过调节所述调压器使所述均压电极线电压达到20kV，保持100h；
步骤五：断电，取出所述试验用水管与实际工程损伤水管比较；
步骤六：更换试验用水管，将新水管放置于所述绝缘凳上，将所述均压电极与新水管分开一定间距，所述间距为毫米级，且间距可调；
步骤七：将所述变压器以及新水管的端部接地；
步骤八：通过调节所述调压器使所述均压电极线电压达到20kV，保持100h；
步骤九：断电，取出新水管与实际工程损伤的水管比较；
步骤十：根据试验水管与实际工程损伤的水管的比较结果，确定损伤原因。
本发明相较于现有技术，具备以下有益效果：
本发明均压电极线对冷却水管损伤模拟试验装置及试验方法，试验过程相对简单，仅考虑单一变量的影响，能够比较准确的确定冷却水管产生损伤的原因，忽略了其它变量的干扰。模拟试验与实际工程运行相似度较高，有较强的说服力。均压电极线通过的电压用调压器控制，能够模拟不同电压等级对冷却水管的损伤效果。该模拟试验所用电压要比实际工程运行电压低，对设备的损坏和危险性较低，实验室试验便于随时关停设备观察损伤情况。该方法可以确定冷却水管发生损伤的原因，为后面进一步理论研究指明了方向，以便于后面采取具体措施避免冷却水管发生类似的损伤。采取的措施包括更换水管材质、增加均压电极线与冷却水管距离等。
附图说明
图1是现有技术中脉冲组阀塔装配图。
图2是本发明验证电晕损伤试验原理图。
图3是本发明验证高能粒子损伤试验原理图。
附图标记：
T-调压器；B-变压器；R-保护电阻；F-分压器；L-均压电极线；S-水管；D-绝缘凳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
如图2所示，是验证电晕损伤试验原理图，试验装置包括调压器T、变压器B、均压电极线L、保护电阻R、分压器F、水管S和绝缘凳D。调压器T与变压器B的初级线圈连接，分压器F连接于变压器B次级线圈的两端，分压器F与变压器B之间串联有保护电阻R，均压电极线L连接于保护电阻R的末端。为了更加真实的模拟实际工程环境，其中均压电极线L和水管S都取自于实际工程材料。将水管S一端封住保证不漏水，水管S中注满水并将端部接地固定在绝缘凳上，将均压电极线L紧贴在冷却水管上面，并用绝缘胶带缠绕，在整个试验过程中需保持水管底部接地。保护电阻是为防止试验系统形成回路，对试验设备进行保护。变压器变比是1:1000，通过调节调压器电压来确定均压电极线L电压。调节调压器使均压电极线电压达到20kV，线路实际电压通过分压器F测量得到。整个试验过程大约100h。每试验2-3h停止试验观察水管与均压电极线的接触面，整个试验过程电晕对水管的损伤不可逆。试验结束后发生的损伤与实际工程损伤的冷却水管进行对比。
图3是验证高能粒子撞击损伤试验原理图。与验证电晕损伤试验原理相似，区别仅在于均压电极线与冷却水管存在有大约几毫米的间距。试验方法、时间完全一致，试验结束后与实际工程损伤的冷却水管进行对比。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种均压电极线对冷却水管损伤模拟试验装置，其特征在于：包括调压器、变压器、保护电阻、分压器、均压电极线、绝缘凳及用于试验的水管，所述调压器与变压器的初级线圈连接，所述分压器连接于变压器次级线圈的两端，所述分压器与所述变压器之间串联有保护电阻，所述均压电极线连接于所述保护电阻的末端，所述水管放置于所述绝缘凳上，所述均压电极与所述水管可调节式接触。
2.根据权利要求1所述的均压电极线对冷却水管损伤模拟试验装置，其特征在于：所述变压器变比为1:1000。
3.一种均压电极线对冷却水管损伤模拟试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：组装所述损伤模拟试验装置；
步骤二：将所述均压电极与所述绝缘凳上的试验用水管接触；
步骤三：将所述变压器以及水管的端部接地；
步骤四：通过调节所述调压器使所述均压电极线电压达到20kV，保持100h；
步骤五：断电，取出所述试验用水管与实际工程损伤水管比较；
步骤六：更换试验用水管，将新水管放置于所述绝缘凳上，将所述均压电极与新水管分开一定间距，所述间距为毫米级；
步骤七：将所述变压器以及新水管的端部接地；
步骤八：通过调节所述调压器使所述均压电极线电压达到20kV，保持100h；
步骤九：断电，取出新水管与实际工程损伤的水管比较；
步骤十：根据试验水管与实际工程损伤的水管的比较结果，确定损伤原因。
4.根据权利要求2所述的均压电极线对冷却水管损伤模拟试验方法，其特征在于：所述步骤四与步骤八中，每试验2-3h，停止试验观察水管与均压电极线的接触面。
5.根据权利要求2所述的均压电极线对冷却水管损伤模拟试验方法，其特征在于：所述步骤六中，所述间距可调。
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