CN114336398A - 一种用于核电站分相式主变的接地装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电气领域，具体涉及一种用于核电站分相式主变的接地装置，实现主变中性点GIB外壳与主变箱体的绝缘，避免GIB外壳中的感应电流经变压器箱体入地；避免了GIB外壳中的感应电流在地网间形成环流，降低了对其它相邻电气设备的干扰；便于检测GIB外壳的接地电流；降低了GIB外壳的接地电流对主变中性点主接地回路的影响。

Description

一种用于核电站分相式主变的接地装置

技术领域

本申请属于电气技术领域，具体涉及一种用于核电站分相式主变的接地装置。

背景技术

目前，国内外电厂大型油浸式变压器大多采用三相分体式结构，如核电厂500kV主变压器(以下简称为主变)。三台变压器低压侧绕组通过24kV封闭母线连接成三角形，高压侧绕组为星形连接，变压器高压侧直接与500kV电压等级的气体绝缘封闭组合电器(gasinsulated switchgear，GIS)相连接，中性点直接接地。对于中性点直接接地的变压器，越来越多的核电厂通过气体绝缘母线(gas insulated bus，GIB)的接地方式直接接地。虽然采用GIB直接接地的接地方式越来越多，但目前普遍存在GIB外壳接地导致大电流经过变压器箱体入地，对变压器的安全稳定运行造成隐患的问题。

发明内容

本申请目的是提供一种用于核电站分相式主变的接地装置，解决GIB外壳中大电流经主变箱体入地的问题，提高主变运行可靠性。

实现本申请目的的技术方案：

本申请实施例提供了一种用于核电站分相式主变的接地装置，所述装置，包括：GIB垂直连接管、盆式绝缘子、GIB法兰、升高座法兰和GIB水平连接管；

所述GIB垂直连接管，包括：第一垂直段和第二垂直段；所述第一垂直段的下端套接在分相式主变的中性点套管外侧，上端通过所述盆式绝缘子与所述第二垂直段的下端连接；所述第二垂直段的上端连接所述GIB水平连接管；所述GIB水平连接管的一端接地；

所述盆式绝缘子的外圈浇筑若干个带有螺孔的金属嵌件；所述金属嵌件的上表面和下表面分别设置有所述GIB法兰和所述升高座法兰；所述GIB法兰和所述升高座法兰均开设有与所述金属嵌件对应的螺孔；所述GIB法兰上螺孔的下端设置有坡口，以避免所述GIB法兰与所述金属嵌件接触；

所述盆式绝缘子、所述GIB法兰和所述升高座法兰之间通过螺杆、上螺母和下螺母连接固定。

可选的，

所述上螺母位于所述GIB法兰的上侧，所述下螺母位于所述升高座法兰的下侧，所述螺杆的外侧套设有绝缘套管，所述绝缘套管的上端套设有绝缘垫片；所述绝缘垫片固定在所述螺杆和所述GIB法兰之间；

所述绝缘套管设置在所述金属嵌件和所述GIB法兰的螺纹内。

可选的，

所述绝缘套管的内径比所述螺杆的螺杆直径大2mm；

所述绝缘垫片的内径比所述绝缘套管的外径大1mm。

可选的，

所述绝缘套管的长度等于所述盆式绝缘子、所述GIB法兰和所述绝缘垫片厚度之和；

所述绝缘垫片的厚度为5mm。

可选的，

所述绝缘套管为环氧树脂套管；所述绝缘垫片为环氧树脂垫片。

可选的，

所述GIB水平连接管的一端通过接地套管接地。

可选的，

所述金属嵌件共八个，八个所述金属嵌件等间距的分布在所述盆式绝缘子的外圈。

可选的，所述装置，还包括：防火墙、钢梁、滑动支撑和接地排；

所述分相式主变各相箱体的外侧均设置有所述防火墙；

所述防火墙的上端铺设有钢梁；所述GIB水平连接管通过所述滑动支撑固定在所述钢梁上；

所述GIB水平连接管的外壳通过所述接地排与所述钢梁连接，所述接地排通过接地电缆与所述GIB水平连接管的一端连接在不同的接地点上。

可选的，

所述钢梁共两根，两根所述钢梁平行设置在所述防火墙的上端；

所述GIB水平连接管通过所述滑动支撑平行固定在两个所述钢梁之间。

可选的，

所述接地排共四个，其中一个所述接地排位于所述分相式主变的C相上端且与所述接地电缆连接。

本申请的有益技术效果在于：

(1)本申请实施例提供的一种用于核电站分相式主变的接地装置，实现主变中性点GIB外壳与主变箱体的绝缘，避免GIB外壳中的感应电流经变压器箱体入地；避免了GIB外壳中的感应电流在地网间形成环流，降低了对其它相邻电气设备的干扰；便于检测GIB外壳的接地电流；降低了GIB外壳的接地电流对主变中性点主接地回路的影响。

(2)本申请实施例提供的一种用于核电站分相式主变的接地装置，可以减少主变箱体跨接地线数量及截面积；降低主变中性点升高座外壳连接螺杆及跨接地线的温度；解决瓷绝缘子螺杆孔中存在嵌件导致无法实现上下法兰绝缘的问题，对在运机组改造成本较低。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种用于核电站分相式主变的接地装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种用于核电站分相式主变的接地装置中A部分的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种用于核电站分相式主变的接地装置的俯视图。

图中：

1-GIB垂直连接管；11-第一垂直段；12-第二垂直段；

2-盆式绝缘子；21-金属嵌件；

3-GIB法兰；31-坡口；

4-升高座法兰；41-螺杆；42-上螺母；43-下螺母；44-绝缘套管；45-绝缘垫片；

5-GIB水平连接管；51-接地套管；

6-分相式主变；61-中性点套管；62-箱体；

7-防火墙；71-钢梁；72-滑动支撑；73-接地排；74-接地电缆。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚-完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本申请实施例中的一部分，而不是全部。基于本申请记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本申请保护的范围内。

本申请的发明人在研究中发现，虽然采用GIB直接接地的接地方式越来越多，但目前普遍存在以下问题：

1、GIB外壳经过变压器箱体一点接地。该方法易导致GIB外壳中的感应大电流经变压器入地，对变压器的安全稳定运行造成隐患。

2、GIB外壳多点接地，其中一侧经过变压器箱体接地。此种方法导致变压器及GIB间形成环流，也对变压器的安全稳定运行造成隐患。

3、GIB外壳不论是经过变压器箱体一点接地，还是多点接地。都会有大电流经过变压器箱体入地，这就需要增加变压器本体各跨接地线的截面积，以提高载流量；容易导致法兰连接螺杆通过大电流，从而形成热点；如果跨接地线存在接触不良，则该部位容易过热。

4、若采用瓷盆式绝缘子，则其螺杆孔存在金属嵌件，无法实现上下法兰之间绝缘。

5、GIB外壳不接地。此方式不符合相关标准要求，且可能存在较高的感应电势，易导致工作人员触电。

以上问题都将对主变的长期安全稳定运行造成影响。

为此，本申请实施例提供了一种用于核电站分相式主变的接地装置，可以解决GIB外壳中大电流经主变箱体入地的问题，避免主变箱体连接螺杆及跨接地线发热严重问题，同时可以降低GIB感应电流对其它相邻设备的影响，提高主变运行可靠性。

基于上述内容，为了清楚、详细的说明本申请的上述优点，下面将结合附图对本申请的具体实施方式进行说明。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种用于核电站分相式主变的接地装置的结构示意图。

本申请实施例提供的一种用于核电站分相式主变的接地装置，包括：GIB垂直连接管1、盆式绝缘子2、GIB法兰3、升高座法兰4和GIB水平连接管5；

GIB垂直连接管1，包括：第一垂直段11和第二垂直段12；第一垂直段11的下端套接在分相式主变6的中性点套管61外侧，上端通过盆式绝缘子2与第二垂直段12的下端连接；第二垂直段12的上端连接GIB水平连接管5；GIB水平连接管5的一端接地；

如图2所示，盆式绝缘子2的外圈浇筑若干个带有螺孔的金属嵌件21；金属嵌件21的上表面和下表面分别设置有GIB法兰3和升高座法兰4；GIB法兰3和升高座法兰4均开设有与金属嵌件21对应的螺孔；GIB法兰3上螺孔的下端设置有坡口31，以避免GIB法兰3与金属嵌件21接触；

盆式绝缘子2、GIB法兰3和升高座法兰4之间通过螺杆41、上螺母42和下螺母43连接固定。

在具体实施时，GIB水平连接管5的一端可以通过接地套管51接地。

在一个具体的例子中，金属嵌件21共八个，八个金属嵌件21等间距的分布在盆式绝缘子2的外圈。

在本申请实施例中，通过盆式绝缘子2、GIB法兰3和升高座法兰4的结构组合实现了GIB垂直连接管1与分相式主变6的绝缘，实现主变中性点GIB垂直连接管1外壳与分相式主变6箱体的绝缘，从而可避免GIB垂直连接管1外壳中的感应电流流入分相式主变6的箱体。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，如图2所示，上螺母42位于GIB法兰3的上侧，下螺母43位于升高座法兰4的下侧，螺杆41的外侧套设有绝缘套管44，绝缘套管44的上端套设有绝缘垫片45；绝缘垫片45固定在上螺母42和GIB法兰3之间；

绝缘套管44设置在金属嵌件21和GIB法兰3的螺纹内。

在一个例子中，绝缘套管44的内径比螺杆41直径大2mm；

绝缘垫片45的内径比绝缘套管41的外径大1mm。

作为一个示例，绝缘套管44的长度等于盆式绝缘子2、GIB法兰3和绝缘垫片45厚度之和；绝缘垫片45的厚度为5mm。

在实际应用中，绝缘套管44可以为环氧树脂套管；绝缘垫片45可以为环氧树脂垫片。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，如图1和图3所示，该装置，还可以包括：防火墙7、钢梁71、滑动支撑72和接地排73；

分相式主变6各相箱体62的外侧均设置有防火墙7；

防火墙7的上端铺设有钢梁71；GIB水平连接管5通过滑动支撑72固定在钢梁71上；

GIB水平连接管5的外壳通过接地排73与钢梁71连接，接地排73通过接地电缆74与GIB水平连接管5的一端连接在不同的接地点(例如处主接地网)上，以防止入地电流之间的相互干扰，避免了GIB垂直连接管1和GIB水平连接管5中的感应电流在地网间形成环流，降低了对其它相邻电气设备的干扰。

在一个例子中，如图3所示，钢梁71共两根，两根钢梁71平行设置在防火墙7的上端；

GIB水平连接管5通过滑动支撑72平行固定在两个钢梁71之间。

在另一个例子中，接地排73共四个，其中一个接地排73位于分相式主变6的C相上端且与接地电缆74连接。

作为一个示例，接地电缆74具体可以是横截面积为185mm²的接地铜缆。

下面结合一个具体的例子，详细说明本申请实施例提供的一种用于核电站分相式主变的接地装置的具体实施步骤。

本申请实施例提供的一种用于核电站分相式主变的接地装置的具体实施步骤，可以如下：

步骤一：安装分相式主变6的C相中性点上方的GIB垂直连接管1。将盆式绝缘子2、GIB法兰3和升高座法兰4的螺孔对正；

步骤二；将绝缘套管44套入螺杆41的螺杆上；

步骤三：将绝缘垫片45套入绝缘套管44上；

步骤四：将步骤三组合后的螺杆41、绝缘套管44和绝缘垫片45从升高座法兰43侧穿入步骤一的螺孔；

步骤五：安装升高座法兰4侧的垫片和下螺母43；

步骤六：安装GIB法兰3侧的垫片和上螺母42，并紧固上螺母42和下螺母43；

步骤七：安装分相式主变6的C相的GIB水平连接管5。

步骤八：重复步骤一至步骤七，完成分相式主变6的A相和B相中性点上方GIB 4的垂直段和水平段的安装；

步骤九：重复步骤一至步骤七，完成主变1的A相中性点上方GIB 4的GIB垂直连接管1和GIB水平连接管5的安装；

步骤十：安装GIB水平连接管5上所有跨接地线(即接地电缆74和接地套管51接地)；

步骤十一：在远离主变区域选择合适的主接地网干线，并将接地电缆74一端连接在该处，另一端连接到分相式主变6的C相上方接地排73处；

步骤十二：测量GIB垂直连接管1和GIB水平连接管5的与主接地网之间导通电阻，应小于0.05Ω，否则应检查各接地连接部位，并处理合格。本实施例完成。

在机组运行期间可随时用钳形电流表测量接地电缆74的电流，以跟踪评估分相式主变6运行状态。

上面结合附图和实施例对本申请作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。本申请中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (10)

1.一种用于核电站分相式主变的接地装置，其特征在于，所述装置，包括：GIB垂直连接管、盆式绝缘子、GIB法兰、升高座法兰和GIB水平连接管；

所述GIB垂直连接管，包括：第一垂直段和第二垂直段；所述第一垂直段的下端套接在分相式主变的中性点套管外侧，上端通过所述盆式绝缘子与所述第二垂直段的下端连接；所述第二垂直段的上端连接所述GIB水平连接管；所述GIB水平连接管的一端接地；

所述盆式绝缘子的外圈浇筑若干个带有螺孔的金属嵌件；所述金属嵌件的上表面和下表面分别设置有所述GIB法兰和所述升高座法兰；所述GIB法兰和所述升高座法兰均开设有与所述金属嵌件对应的螺孔；所述GIB法兰上螺孔的下端设置有坡口，以避免所述GIB法兰与所述金属嵌件接触；

所述盆式绝缘子、所述GIB法兰和所述升高座法兰之间通过螺杆、上螺母和下螺母连接固定。

2.根据权利要求1所述的用于核电站分相式主变的接地装置，其特征在于，

所述上螺母位于所述GIB法兰的上侧，所述下螺母位于所述升高座法兰的下侧，所述螺杆的外侧套设有绝缘套管，所述绝缘套管的上端套设有绝缘垫片；所述绝缘垫片固定在所述螺杆和所述GIB法兰之间；

所述绝缘套管设置在所述金属嵌件和所述GIB法兰的螺纹内。

3.根据权利要求2所述的用于核电站分相式主变的接地装置，其特征在于，

所述绝缘套管的内径比所述螺杆的螺杆直径大2mm；

所述绝缘垫片的内径比所述绝缘套管的外径大1mm。

4.根据权利要求3所述的用于核电站分相式主变的接地装置，其特征在于，

所述绝缘套管的长度等于所述盆式绝缘子、所述GIB法兰和所述绝缘垫片厚度之和；

所述绝缘垫片的厚度为5mm。

5.根据权利要求2所述的用于核电站分相式主变的接地装置，其特征在于，

所述绝缘套管为环氧树脂套管；所述绝缘垫片为环氧树脂垫片。

6.根据权利要求1所述的用于核电站分相式主变的接地装置，其特征在于，

所述GIB水平连接管的一端通过接地套管接地。

7.根据权利要求1所述的用于核电站分相式主变的接地装置，其特征在于，

所述金属嵌件共八个，八个所述金属嵌件等间距的分布在所述盆式绝缘子的外圈。

8.根据权利要求1-7任一项所述的用于核电站分相式主变的接地装置，其特征在于，所述装置，还包括：防火墙、钢梁、滑动支撑和接地排；

所述分相式主变各相箱体的外侧均设置有所述防火墙；

所述防火墙的上端铺设有钢梁；所述GIB水平连接管通过所述滑动支撑固定在所述钢梁上；

所述GIB水平连接管的外壳通过所述接地排与所述钢梁连接，所述接地排通过接地电缆与所述GIB水平连接管的一端连接在不同的接地点上。

9.根据权利要求8所述的用于核电站分相式主变的接地装置，其特征在于，

所述钢梁共两根，两根所述钢梁平行设置在所述防火墙的上端；

所述GIB水平连接管通过所述滑动支撑平行固定在两个所述钢梁之间。

10.根据权利要求8所述的用于核电站分相式主变的接地装置，其特征在于，

所述接地排共四个，其中一个所述接地排位于所述分相式主变的C相上端且与所述接地电缆连接。

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