CN202421414U

CN202421414U - 一种超特高压油-sf6套管试验装置

Info

Publication number: CN202421414U
Application number: CN2011204514947U
Authority: CN
Inventors: 谢雄杰; 胡伟; 赵文强; 彭宗仁; 许佐明; 邬雄
Original assignee: Xian Jiaotong University; Henan Pinggao Electric Co Ltd; State Grid Electric Power Research Institute
Current assignee: Xian Jiaotong University; Henan Pinggao Electric Co Ltd; State Grid Electric Power Research Institute
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2021-11-15

Abstract

一种超特高压油－SF₆套管试验装置，克服现有油－SF₆套管试验装置试验能力单一、试验电压等级低下、套管试品垂直布置的不足。油－SF₆套管试品是水平安装，试验油箱是圆形桶状，GIS母线筒是空心圆柱体结构，试验油箱内注有变压器油，GIS母线筒内充有SF₆气体；试验油箱是水平放置，油－SF₆套管的油侧法兰通过过渡板水平固连在试验油箱上，油侧绝缘部分插入在试验油箱内，油－SF₆套管的气侧绝缘部分固连在GIS母线筒内，气侧法兰盘通过过渡板水平连接在GIS筒体上，GIS母线筒支撑架支撑在地面上，GIS母线筒通过过渡板与GIS套管水平连接，GIS套管垂固定于支撑底座上，支撑底座上还有便于GIS套管水平移动的轨道。

Description

一种超特高压油-SF6套管试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种超特高压油—SF₆套管试验装置，具体为1100kV及以下电压等级油—SF₆套管的绝缘、温升等试验装置，属于电力行业高电压试验技术领域。

背景技术

500kV及以上电压等级输变电设备中，油—SF₆套管是一种将输变电工程变电站内的变压器直接与气体绝缘组合电器连接的设备，具有占地面积小、经济、环境对运行无影响、抗震能力强、可靠性高等突出优点，具有非常广阔的应用前景。油—SF₆高压套管在进行新产品鉴定及出厂时，需要对其进行型式试验或逐个试验，一般应包括高压绝缘、温升等试验，按国家套管标准规定，套管在试验时尽可能模拟实际运行状态，实际运行中的油—SF₆套管，其一端与变压器相连，浸渍在变压器壳体内的变压器油中，一端与气体绝缘组合电器（GIS）相连，浸渍在SF₆气体中，为了模拟油—SF₆套管实际运行状态，其试验装置应具备两个组件：模拟变压器设备的试验油箱和模拟GIS的能充以SF₆气体的密封气室。试验装置可采取水平放置或垂直放置，以使油—SF₆套管在水平布置或垂直布置的条件下进行试验。目前国内已有套管生产厂商采用垂直放置的试验装置进行油—SF₆套管型式试验和逐个试验，其试验油箱采用地埋式布置，油—SF₆套管垂直安装在试验油箱上，在试验油箱上加装过渡筒，在过渡筒上再安装加压套管以实现对被试套管的绝缘试验，如附图1所示。这种垂直布置方式可以开展低电压等级的油—SF₆套管的绝缘试验，但难于进行温升试验。对于高电压等级（500kV及以上）的油—SF₆套管，为满足相应的绝缘要求，过渡筒长度需要增加以使筒内电场分布更为均匀，加压套管也需要增高以满足外绝缘要求，整套试验装置的总高度也急剧增加，对试验装置的结构强度和试验大厅的高度提出了更高要求，并且降低了安全性，一般的试验大厅很难达到500kV及以上电压等级油—SF₆套管试验所需要求。

中国发明专利《用于直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)的试验研究装置》（申请号：200810112990.2 申请日：2008-05-27）所公开的水平放置三个气室，是指在充满SF₆气体环境中进行绝缘、闪络及导电微粒试验；中国实用新型专利《一种复合式高压组合电器》（申请号：201020609360.9 申请日：2010-11-16）、《一种用于共箱GIS母线与分箱出线变压器的直连结构》（申请号：201020225749.3 申请日：2010-06-13）所公开的，是指72.5kV复合式组合电器或110KV油气套管结构。

一种可以将被试油—SF₆套管水平安装，能够实现1100KV及以下超特高压电压等级油—SF₆套管高压绝缘试验、温升试验功能，结构简单，安装拆卸过程方便安全且易于维护的超特高压油—SF₆套管试验装置成为必要。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术提出的问题，设计一种超特高压油—SF₆套管试验装置，该试验装置克服现有油—SF₆套管试验装置试验能力单一、试验电压等级低下、套管试品垂直布置的缺点和不足，可进行特高压及以下电压等级油—SF₆套管的绝缘和温升等试验，结构简单，安装拆卸过程方便安全，且易于维护。

本实用新型的技术方案是：一种超特高压油—SF₆套管试验装置，包括试验油箱、GIS母线筒、GIS套管，以及油枕、过渡板、支撑底座及附件；其特征在于：油—SF₆套管试品是水平安装，所述的试验油箱是圆形桶状，GIS母线筒是空心圆柱体结构，试验油箱内注有变压器油，GIS母线筒内充有SF₆气体；试验油箱是水平放置，油—SF₆套管的油侧法兰通过过渡板水平固连在试验油箱上，油—SF₆套管的油侧绝缘部分插入在试验油箱内，油—SF₆套管的气侧绝缘部分固连在GIS母线筒内，油—SF₆套管的气侧法兰盘通过过渡板水平连接在GIS筒体上，GIS母线筒支撑架支撑在地面上，GIS母线筒通过过渡板与GIS套管水平连接，GIS套管垂固定于支撑底座上，支撑底座上还有便于GIS套管水平移动的轨道。其有益效果是：整套装置的绝缘性能满足1100KV以下等级套管试验装置绝缘要求，可模拟油—SF₆套管实际运行条件，整套试验装置降低了套管安装高度，有利于对它的运输及拆装，同时降低了本试验装置结构强度及安全性要求，降低了对试验环境大厅建筑物的高度要求。

如上所述的一种超特高压油—SF₆套管试验装置，其特征在于：所述的试验油箱上安装有温度检测元件、管道、阀门、法兰及人孔，还有大电流导线引出端子、油—SF₆套管的油端多点温度测量热电偶引出线端子，所述的油枕通过油管道与试验油箱箱体连接。其有益效果是：水平放置的试验油箱能实现特高压及以下电压等级套管绝缘试验和温升试验，组件齐全，与油—SF₆套管试品连接方便，维护方便。

如上所述的一种超特高压油—SF₆套管试验装置，其特征在于：GIS母线筒包括四段GIS母线筒体、盆式绝缘子和导电杆；所述的四段GIS母线筒体由二个盆式绝缘子分隔成为三个独立气室，与油—SF₆套管气侧法兰连接的试验气室是不同直径的二段母线筒，所述不同直径的二段母线筒通过过渡板连接；所述试验气室的右侧，是两个盆式绝缘子间隔间的过渡气室，所述过渡气室右侧，是与GIS套管气室相通的GIS套管气室；所述试验气室内的导电杆上还安装有屏蔽罩；所述的试验气室、过渡气室和GIS套管气室母线筒上安装有抽真空/充SF₆气体接口及SF₆气体密度表，所述试验气室母线筒上还安装有热电偶出线盘。其有益效果是：该种结构理想的模拟了油—SF₆套管气侧运行条件，并且能保证加压用GIS套管的绝缘强度，GIS母线筒与油—SF₆套管、GIS套管间连接简单，拆装方便。

如上所述的一种超特高压油—SF₆套管试验装置，其特征在于：所述的GIS套管下有支撑底座，支撑底座上有滑轨。其有益效果是：在需要分离或对接GIS套管时，使用链条葫芦带动GIS套管下端部，即可使其方便安全的沿着轨道水平移动，不需要高空作业或很大的拉力即可使加压用GIS套管沿着支撑架轨道水平移动，从而使整套试验装置的安装拆卸工作方便快捷，减少了工作量，提高了安全性。

附图说明

附图1为传统的试验油箱垂直安装方式示意图；

附图2为本实用新型实施例水平安装示意图；

附图3为本实用新型实施例过渡板示意图；

附图4试验油箱主视图；

附图5为试验油箱俯视图；

附图6为试验油箱与油箱连接示意图；

附图7为四段GIS母线筒示意图；

附图8为GIS导电杆与油—SF₆套管电连接件示意图；

附图9为本实用新型实施例进行温升试验示意图。

具体实施方式

附图中的标记：

附图1中：9—油—SF₆套管，41—加压套管，42—过渡筒，43—常规试验油箱；

附图2中：1—试验油箱，2—油枕，3—GIS母线筒，4—导电杆，5—盆式绝缘子，6—GIS套管，7—支撑底座，8—GIS母线筒支撑架，9—油—SF₆套管，10—油枕支架，11—油管道；

附图3中：13—过渡板，14—外圈螺孔，15—内圈螺孔；

附图4～附图6中：16—人孔，17—取油样塞，18—抽真空阀门，19—顶部铂热电阻，20—顶部注/放油阀门，21—温升出线端子盒，22—人孔屏蔽盖板，23—底部铂热电阻，24—底部注放油阀门，25—引流套管，26—大电流导线；

附图7中：12—GIS母线筒，27—GIS手孔，28—温升测量出线盘，29—抽真空/充SF₆气体接口，35—屏蔽罩；

附图8中：4—导电杆，35—屏蔽罩，36—导电杆连接底座，37—油—SF₆套管连接面，38—导电杆与套管连接螺栓，39—螺栓；

附图10中：40—大电流连接接头。

以下结合附图对发明实施例作进一步说明：

如附图2所示，试验油箱1水平横卧于地面，油枕2安装于油枕支架10上，油枕2通过油管道11与试验油箱1连接。油—SF₆套管9的油端通过过渡板13与试验油箱1的端面固定连接并密封在油箱内。两个盆式绝缘子5将四段GIS母线筒分隔成三个独立气室。与油—SF₆套管9气侧法兰连接的气室为试验气室，其主体为一段满足超大直径油—SF₆套管试验要求的大直径GIS母线筒3和一段特高压工程用标准尺寸GIS母线筒。两盆式绝缘子5之间的气室为过渡气室，第三个气室与GIS套管6的气室相通，为GIS套管气室，通过过渡板13与GIS套管6连接，GIS套管气室内部气压保持在0.5Mpa左右，能够保证GIS套管的绝缘强度，试验气室内部气压保持在0.4Mpa，过渡气室的气压为0.4Mpa～0.5Mpa，以实现试验气室和GIS套管6气室间气压的平稳过渡。GIS母线筒支撑架8支撑于地面，使管道不至于因自重而弯曲变形。试验气室的导电杆4通过一个带屏蔽罩35的电连接构件使GIS与油—SF₆套管9实现安全可靠的导电连接。施加试验电压用的GIS套管6通过支撑底座7直立于地面，并通过导电杆4与GIS母线管道实现电连接，过渡板13与GIS母线管道为密封连接。

附图3所示为本实用新型例过渡板示意图，过渡板13是铝合金制成的环状圆盘，圆盘四周均匀分布两圈安装螺孔，用于实现不同直径筒体间的过渡连接，外圈螺孔14与大直径筒体连接（如实施例中试验油箱1与油—SF₆套管9固定连接的箱体、油—SF₆套管9与大直径GIS母线筒3连接），内圈螺孔15与小直径筒体连接（如实施例中油—SF₆套管9与母线筒3连接）。

如附图4、附图5、附图6，为本实用新型实施例试验油箱示意图，试验油箱1水平放置，油箱体上还安装有：人孔16、取油样塞17、抽真空阀门18、顶部铂热电阻19、顶部注/放油阀门20、安装套管试品的过渡板13、温升出线端子盒21、人孔屏蔽盖板22、底部铂热电阻23、底部注/放油阀门24、引流套管25。试验油箱侧下方的人孔16用于试验前人员进出油箱对内部进行处理及查看，油—SF₆套管9通过过渡板13安装在试验油箱1上。试验时，通过人孔屏蔽盖板11将人孔屏蔽，并将人孔密封。抽真空阀门18(也可用于注放油)在抽真空时与真空泵连接，完成抽真空后通过油管道11与油枕2连接。

在进行高压套管温升试验时（参照附图9），将引流套管25安装在试验油箱上，通过大电流导线26将油—SF₆套管9尾部与引流套管25连接，然后通过外部连接导线连接到升流装置，被试油—SF₆套管9的另一端同样通过导电杆4、大电流连接接头40连接到外部升流装置，从而形成闭合回路。在试验油箱内注入一定温度的变压器油并保持温度恒定，油温通过顶部铂热电阻19和底部铂热电阻23测量。通过升流装置对试验回路施加电流并测量被试油—SF₆套管9的温度，测量线通过温升出线端子盒21从油箱内引出。

进行高压套管绝缘试验时，不安装引流套管25并且将其安装口屏蔽、密封，避免引流套管造成油箱内电场畸变，影响套管试验结果。为了防止施加高压时套管对油箱壁闪络，必须通过抽真空阀门18对试验油箱进行真空注油并对变压器油进行循环过滤，以达到标准规定的变压器油指标要求。

附图7为本实用新型实施例中采用的GIS母线筒示意图，GIS母线筒由一段大直径GIS母线筒3、三段特高压工程用标准尺寸GIS母线筒12、三段导电杆4、二个盆式绝缘子5组成。油—SF₆套管9的SF₆端法兰通过过渡板13安装固定在大直径GIS母线筒3上，大直径GIS母线筒与特高压工程标准尺寸GIS母线筒同样经过过渡板13连接，两个盆式绝缘子5将四段GIS母线筒分隔成三个独立气室。各气室管壁上装有一个抽真空/充SF₆气体接口29，当试验装置安装完成后，通过该接口外接SF₆充放气装置对各气室抽真空，然后充入SF₆到指定气压就能进行试验。在试验气室的筒壁上安装有测量油—SF₆套管9的SF₆端各点温度热电偶引出线温升测量出线盘28，以在保持试验气室密封性的前提下进行油—SF₆套管9的温升试验，另外试验气室还装有维护管道用的GIS手孔27。

附图8为本实用新型实施例中采用的GIS导电杆与油—SF₆套管电连接件示意图，油—SF₆套管9的尾部端面上有一个带有螺孔的连接面37，导电杆4的连接底座36通过螺栓38固定在该连接面37上，形成油—SF₆套管与气体绝缘组合电器的对接，这样连接底座36将油—SF₆套管连接面37整体良好的包住，接触面足够大，可以保证连接处的载流能力满足油—SF₆套管9运行要求，避免因载流能力低引起导体局部过热进而影响套管7运行的安全可靠性，此外，通过螺栓38固定可以使连接处结实、牢固，不会在套管运行过程中因连接处发生松动、错位。导电杆的连接底座36上表面留有安装屏蔽罩35的螺孔，屏蔽罩35的安装圆面上钻有螺孔，通过螺栓39将屏蔽罩35固定在导电杆4的连接底座36上，屏蔽罩35为弧形内外表面且平滑过渡的圆环状金属壳体，以保证没有尖端突出，且屏蔽罩35的最大直径与油—SF₆套管9尾部直径相等。该屏蔽罩35将油—SF₆套管连接面37、气体绝缘组合电器导电杆连接底座36、螺栓38和螺栓39完全屏蔽在屏蔽罩35内，以防止这些部件的局部凸起或工艺上的缺陷引起的局部场强畸变增大。

附图9为本实用新型实施例用于温升试验状态示意图，在温升试验中，试品油—SF₆套管9施加大电流，此时GIS套管6、支撑底座7、GIS套管气室以及过渡气室均被拆卸，仅保留由一个盆式绝缘子5密封而形成的试验气室，在试验气室内的油—SF₆套管9表面预埋测温探头，温度测量线通过温升测量出线盘28引出连接到温度测量设备上。原过渡气室内的导电杆4露在GIS的一端安装大电流连接接头40。试验油箱内测量套管温度的测量线通过温升出线端子盒21从油箱引出。将引流套管25安装在试验油箱上，通过大电流导线26将油—SF₆套管9尾部与引流套管25连接，然后通过外部连接导线连接到升流装置，大电流连接接头40同样通过导线连接到升流装置，从而形成闭合回路。

Claims

1.一种超特高压油—SF₆套管试验装置，包括试验油箱、GIS母线筒、GIS套管，以及油枕、过渡板、支撑底座及附件；其特征在于：油—SF₆套管试品是水平安装，所述的试验油箱是圆形桶状，GIS母线筒是空心圆柱体结构，试验油箱内注有变压器油，GIS母线筒内充有SF₆气体；试验油箱是水平放置，油—SF₆套管的油侧法兰通过过渡板水平固连在试验油箱上，油—SF₆套管的油侧绝缘部分插入在试验油箱内，油—SF₆套管的气侧绝缘部分固连在GIS母线筒内，油—SF₆套管的气侧法兰盘通过过渡板水平连接在GIS筒体上，GIS母线筒支撑架支撑在地面上，GIS母线筒通过过渡板与GIS套管水平连接，GIS套管垂固定于支撑底座上，支撑底座上还有便于GIS套管水平移动的轨道。

2.如权利要求1所述的一种超特高压油—SF₆套管试验装置，其特征在于：所述的试验油箱上安装有温度检测元件、管道、阀门、法兰及人孔，还有大电流导线引出端子、油—SF₆套管的油端多点温度测量热电偶引出线端子，所述的油枕通过油管道与试验油箱箱体连接。

3.如权利要求1所述的一种超特高压油—SF₆套管试验装置，其特征在于：GIS母线筒包括四段GIS母线筒体、盆式绝缘子和导电杆；所述的四段GIS母线筒体由二个盆式绝缘子分隔成为三个独立气室，与油—SF₆套管气侧法兰连接的试验气室是不同直径的二段母线筒，所述不同直径的二段母线筒通过过渡板连接；所述试验气室的右侧，是两个盆式绝缘子间隔间的过渡气室，所述过渡气室右侧，是与GIS套管气室相通的GIS套管气室；所述试验气室内的导电杆上还安装有屏蔽罩；所述的试验气室、过渡气室和GIS套管气室母线筒上安装有抽真空/充SF₆气体接口及SF₆气体密度表，所述试验气室母线筒上还安装有热电偶出线盘。

4.如权利要求1所述的一种超特高压油—SF₆套管试验装置，其特征在于：所述的GIS套管下有支撑底座，支撑底座上有滑轨。