一种VFTO抑制装置及GIS设备制造方法及图纸

技术编号:21368081 阅读:33 留言:0更新日期:2019-06-15 10:49
本发明专利技术涉及电力设备技术领域,具体提供了一种VFTO抑制装置及使用该VFTO抑制装置的GIS设备。VFTO抑制装置包括导电杆,所述导电杆的外周面上套设有磁环串组,所述磁环串组的外周面上套设有电阻筒,所述电阻筒的两端分别设置有在导电杆长度方向上超出磁环串组的延伸部分,所述延伸部分与导电杆之间形成环空,所述延伸部分上穿设有将电阻筒固定在导电杆上的顶丝,所述顶丝具有穿过环空与导电杆接触以实现电阻筒与导电杆导通,所述顶丝由导电材料制成。本发明专利技术中的VFTO抑制装置能够解决现有技术中将导电杆与电阻加工、装配复杂的问题。

A VFTO Suppression Device and GIS Equipment

The invention relates to the technical field of electric power equipment, in particular to a VFTO suppression device and a GIS device using the VFTO suppression device. The VFTO suppression device comprises a conductive rod, the outer surface of the conductive rod is sheathed with a series of magnetic rings, and the outer surface of the series of magnetic rings is sheathed with a resistor barrel. The two ends of the resistor barrel are respectively provided with an extension part which exceeds the series of magnetic rings in the length direction of the conductive rod, and an annulus is formed between the extension part and the conductive rod. The top wire on the pole has contact with the conductive pole through the annulus to realize the conduction between the resistor barrel and the conductive pole. The top wire is made of conductive material. The VFTO restraining device in the invention can solve the problem of complex processing and assembly of conductive poles and resistors in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种VFTO抑制装置及GIS设备
本专利技术涉及电力设备
,具体涉及一种VFTO抑制装置及GIS设备。
技术介绍
隔离开关在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中的每一次操作都发生数十次甚至数百次的复燃,触头间隙两端的电压在几个ns内突然跌落,电压陡波在GIS内不断产生行波,发生复杂的折射、反射和叠加,产生特快速瞬态过电压(下称VFTO)。VFTO是一种特殊的过电压,其主要有三个特点:一是频带宽(从零到上百MHz);二是陡度大(上升时间可低至数ns);三是幅值高(可达3p.u.)。VFTO对GIS设备、外部连接设备以及二次设备的安全运行有重要影响,且随着系统电压等级的提高,这种影响越来越显著,在特高压系统中尤为突出。因此,为了电力系统的安全稳定运行,必须采取可靠措施抑制特高压GIS中的VFTO。在现有技术中,铁氧体磁环能够有效抑制VFTO,在GIS回路中安装高频磁环是解决VFTO问题的一个经济、可靠的方法。但是,高频磁环的磁导率随着磁场强度的变化而变化,当铁氧体材料趋于饱和时,增量磁导率趋于零。即,在饱和情况下,铁氧体高频磁环抑制VFTO的作用将消失。在实际工程中的GIS内,VFTO的行波电流能够达到数千安培,在如此大的行波电流下,会导致磁环严重饱和,失去抑制行波陡度和幅值的能力,因此需要采取有效措施,避免磁环严重饱和,保证VFTO抑制的可靠性。增加磁环用量能部分抵消饱和影响,但基于以下几个原因,实际工程中安装的磁环数量不可能无限多:一是增加磁环数量会增加设备成本,二是GIS紧凑的结构限制了磁环的安装数量,因此,过度增加磁环数量并不是解决磁环饱和问题的好办法。磁环抑制VFTO的最大制约因素是饱和效应的影响。铁氧体磁环可近似等效成非线性电感和电阻并联的电气元件。VFTO产生时,非线性电感降低行波的陡度,电阻降低行波的幅值。随着行波电流的升高,磁性材料的磁导率将趋于饱和,磁导率减小,磁环的等效电感将减小,对VFTO的抑制作用将减弱。对于饱和特性,可采用Langevin函数模拟磁性材料的静态磁化曲线:其中,Ms是饱和磁化强度,μ0是真空磁导率,μi是起始相对磁导率。涡流特性,用电阻率ρ表征。例如型号为R2KB的铁氧体磁环,其饱和磁化强度为0.5T,起始磁导率为2500,电阻率是0.03Ω·m,假设磁环厚度15mm,内径120mm,外径160mm。以这种铁氧体磁环为例进行估算,在直流情况下,GIS的导电杆中通入100A电流即达到临界饱和;在暂态电流下,由于涡流的去磁效应,要达到饱和所需的电流会有所增大。综合考虑磁环本身对脉冲行波电流也有一定衰减作用,估算VFTO下铁氧体磁环的临界饱和电流在1kA数量级。特高压GIS波阻抗一般为70~100欧,按峰-峰值击穿电压1800kV估算,击穿后首次脉冲幅值900kV,产生脉冲电流幅值能达到10kA左右,如此高幅值的暂态电流下磁环很难工作在线性区内。当磁环应用在特高压GIS中,磁性材料的饱和不可避免。磁环饱和效应会大幅削弱抑制VFTO的效果,在大行波电流下甚至丧失抑制VFTO的能力,磁环抑制VFTO的最大掣肘是饱和的影响,所以现在需要提出一种经济、有效、可靠的装置来降低通过磁环的行波电流,从而来限制甚至避免磁环的饱和效应,保证磁环抑制VFTO的可靠性。在2009年的特高压输电技术国际会议论文集中公开了一篇名为《高频磁环和阻尼电阻抑制特高压GIS的VFTO的仿真研究》的技术文献,在该技术文献中提出了用高频磁环和阻尼电阻来共同抑制VFTO的方法,在GIS的高压导电杆上设置有高频磁环串,再在磁环串外放置筒形的阻尼电阻,由此构成同轴结构,对于正常运行的工频电流,其频率较低,受高频磁环串和阻尼电阻的影响较小,电流主要通过导电杆,对于VFTO,高频磁环显著增大了导电杆的电抗,使得高频电流渠道阻尼电阻,产生衰减,此方法原理类似于集肤效应损耗,高频磁环使得高频暂态更趋于导体表面,导体表面的电阻材料产生更大的高频损耗。高频磁环与阻尼电阻能够阻尼掉GIS母线上行波的折射、反射,抑制VFTO中的高频分量,减小VFTO的幅值和陡度。如图1所示,为该技术文献公开的高频磁环和阻尼电阻与导电杆配合的结构示意图,导电杆101的形状为长杆状,在导电杆101的外周面上开设有环绕导电杆的轴线布置的装配环槽,在环槽内由内到外依次设置有磁环串组102,在磁环串组102的外周面上套设有筒形的阻尼电阻即电阻筒103,阻尼电阻与装配环槽的沿着导电杆101长度方向的两槽壁抵靠在一起,实现导电杆101与电阻筒103的导通。但其中存在的问题是:在导电杆上101加工出装配环槽较为复杂,不便于导电杆101与电阻筒103进行装配。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种VFTO抑制装置,能够解决现有技术中将导电杆与电阻加工、装配复杂的问题;本专利技术另外的目的在于提供一种使用该VFTO抑制装置的GIS设备,能够抑制VFTO,提高安全性。为实现上述目的,本专利技术中的VFTO抑制装置采用如下的第一种技术方案:VFTO抑制装置,包括导电杆,所述导电杆的外周面上套设有磁环串组,所述磁环串组的外周面上套设有电阻筒,所述电阻筒的两端分别设置有在导电杆长度方向上超出磁环串组的延伸部分,所述延伸部分与导电杆之间形成环空,所述延伸部分上穿设有将电阻筒固定在导电杆上的顶丝,所述顶丝具有穿过环空与导电杆接触以实现电阻筒与导电杆导通,所述顶丝由导电材料制成。其有益效果在于:使用由导电材料制成的顶丝来将电阻筒与导电杆形成连接关系,一方面顶丝结构简单,并且在使用顶丝时也比较方便,仅需要旋入或旋出顶丝,使顶丝对应与导电杆外周面接触或脱离接触,就可以实现将电阻筒与导电杆导通或断开,电阻筒与导电杆形成并联连接关系,不需要再对导电杆进行复杂的加工改造,装配关系简单;另一方面,顶丝与导电杆的配合要求较为宽泛,当顶丝与导电杆的接触面积较小时,顶丝与导电杆之间形成接触电阻,会使顶丝-导电杆形成通路的电阻变大,进一步地来降低通过磁环串组的行波电流,提高磁环串组抑制VFTO的效果,并且顶丝与导电杆的配合要求没有那么严格,技术人员不需要经常来检查顶丝与导电杆的配合关系,装配简单。另外,在电阻筒上设置有延伸部分,延伸部分与导电杆之间形成环空,顶丝通过与电阻筒两端的延伸部分配合实现电阻筒与导电杆、磁环串组的并联,使顶丝具有与导电杆进行接触的安装空间,并且能够增加顶丝的数量来提高导通率和稳定性。进一步的,所述延伸部分上围绕导电杆的轴线均布有两支以上的顶丝。其有益效果在于:增加顶丝的数量,能够提高稳定性。为实现上述目的,本专利技术中的GIS设备采用如下的第一种技术方案:GIS设备,包括母线和连接母线之间的VFTO抑制装置,VFTO抑制装置包括导电杆,所述导电杆的外周面上套设有磁环串组,所述磁环串组的外周面上套设有电阻筒,所述电阻筒的两端分别设置有在导电杆长度方向上超出磁环串组的延伸部分,所述延伸部分与导电杆之间形成环空,所述延伸部分上穿设有将电阻筒固定在导电杆上的顶丝,所述顶丝具有穿过环空与导电杆接触以实现电阻筒与导电杆导通,所述顶丝由导电材料制成。其有益效果在于:使用由导电材料制成的顶丝来将电阻筒与导电杆形成连接关系,一方面顶丝结构简单,并且在使用顶丝时也比较方便,仅需要旋入或旋出顶本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种VFTO抑制装置,其特征在于:包括导电杆,所述导电杆的外周面上套设有磁环串组,所述磁环串组的外周面上套设有电阻筒,所述电阻筒的两端分别设置有在导电杆长度方向上超出磁环串组的延伸部分,所述延伸部分与导电杆之间形成环空,所述延伸部分上穿设有将电阻筒固定在导电杆上的顶丝,所述顶丝具有穿过环空与导电杆接触以实现电阻筒与导电杆导通,所述顶丝由导电材料制成。

【技术特征摘要】
1.一种VFTO抑制装置,其特征在于:包括导电杆,所述导电杆的外周面上套设有磁环串组,所述磁环串组的外周面上套设有电阻筒,所述电阻筒的两端分别设置有在导电杆长度方向上超出磁环串组的延伸部分,所述延伸部分与导电杆之间形成环空,所述延伸部分上穿设有将电阻筒固定在导电杆上的顶丝,所述顶丝具有穿过环空与导电杆接触以实现电阻筒与导电杆导通,所述顶丝由导电材料制成。2.根据权利要求1所述的VFTO抑制装置,其特征在于:所述延伸部分上围绕导电杆的轴线均布有两支以上的顶丝。3.一种VFTO抑制装置,其特征在于:包括沿自身轴向间隔布置的导电杆,导电杆之间并联布置有至少两支以上的分支导体,各分支导体的外周面上套设有磁环串组,磁环串组的外周面上套设有电阻筒,所述电阻筒的两端分别设置有在导电杆长度方向上超出磁环串组的延伸部分,所述延伸部分与导电杆之间形成环空,所述延伸部分上穿设有将电阻筒固定在导电杆上的顶丝,所述顶丝具有穿过环...

【专利技术属性】
技术研发人员:裴涛金光耀郭煜敬柏长宇姚永其叶三排李丽娜王志刚庞福滨
申请(专利权)人:平高集团有限公司国家电网有限公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:河南,41

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1