【好文推荐】GIS双断口隔离开关不停电试验电场分布及击穿特性
引文信息
董子凡, 任劼帅, 殷建刚, 等. GIS双断口隔离开关不停电试验电场分布及击穿特性[J]. 中国电力, 2023, 56(9): 168-177.
DONG Zifan, REN Jieshuai, YIN Jiangang, et al. Research on electric field distribution and breakdown characteristics of GIS double-fracture disconnect switch under non-outage experiment[J]. Electric Power, 2023, 56(9): 168-177.
摘要
共气室结构的双断口隔离开关（double-fracture disconnect switch，DDS）在不停电耐压试验过程中存在因试验侧断口击穿而影响运行侧断口绝缘性能的风险，在设计阶段需要对其电场分布和击穿特性进行研究。为此，以新研发的110 kV三相共箱式GIS双断口隔离开关为例，采用有限元方法对电场进行仿真分析，得到其在现场不停电工频耐压试验中的内部电场强度分布。根据电场的计算结果，采用基于汤逊放电理论的击穿判据，研究不停电试验中两个断口的击穿特性，证明了在DDS现场不停电交流耐压试验过程中，试验侧断口击穿不会对运行侧的绝缘性能造成影响。研究结果可以为在运的DDS二期扩建时的不停电扩建与现场绝缘试验工作提供安全保证的理论支撑，也为未来新型DDS设备研发过程中的绝缘校核提供了更加翔实的理论依据。
结论110 kV GIS双断口隔离开关在不停电耐压试验过程中存在因试验侧断口击穿而影响运行侧断口绝缘性能的风险。为研究扩建侧断口击穿时对运行侧断口的影响，本文采用有限元方法对双断口隔离开关在工频耐压试验条件下的电场分布进行研究，计算得到该工况下双断口隔离开关的内部电场分布，结果表明三相共箱型双断口隔离开关导体表面的最大场强出现在扩建侧静触头靠近动触头的表面处。根据电场分布结果，计算触头表面的汤逊积分系数，判断各个断口的击穿情况。结果显示，在工频耐压试验的情况下，扩建侧和运行侧断口均不会发生击穿。在电压增加到一定值和触头导体存在长尖刺，使扩建侧断口恰好击穿时，运行侧断口也不会发生击穿，扩建侧断口击穿不影响运行侧断口的绝缘性能。
本文验证了共气室结构双断口隔离开关类设备不停电试验和扩建的安全性和可靠性，相关结果可以为该类设备的设计、制造和试验等提供一定的理论指导，并为该类型设备的现场应用提供一定的理论参考。
欢迎点击文后“阅读原文”跳转期刊官网，获取更多信息！
往期回顾
审核：方彤