绝缘试验

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。

绝缘杆用于短时间内对带电设备进行操作，是直接操作带电设备或接触及可能接触带电体的工器具，为电力工作中景常用的基本绝缘工器具之一。耐压试验是检验其绝缘耐电强度的有效方法，可鉴定性能状态，及时发现绝缘缺陷，保障操作人员的安全。绝缘操作杆作为基层班组必备的绝缘工器具，总体数量庞大，每年应按照《电力安全工器具预防性试验规程》要求对其进行试验，校验任务繁重。 简易绝缘试验台虽可实现绝缘杆耐压试验，但却存在着请多问题。因此，如何在绝缘杆校验中提高工作效率、缩减劳动成本、优化装置结构成为本次创新活动的核心要素，决定研制一种新型绝缘杆耐压试验台。

电力电缆及附件

本项目研究成果在电缆投运到退运整个运行过程对电缆绝缘进行全方位的诊断评估，防患于未然，是对现行交接试验、例行试验及诊断性试验的有利、有效补充；此外，通过修复技术对老化电缆进行修复，延长电缆使用寿命，具有显著的经济、社会效益。该项目研究成果对电力电缆运维管理具有很好的支撑作用，具有很大的应用前景。该项目研究成果已经在四川成都、天府新区、德阳、广安、绵阳等地市公司，藏区电网及中国工程物理研究院等重要供电用户展开应用，成效突出，有力的提升了应用单位的设备检修效率，创造了极大的社会经济效益。该项目研究成果的逐步推广应用可以保证重要用户、藏区电网的稳定运行。应用结果表明，采用本项目研究的电力电缆缺陷局部放电检测技术可以对电缆内缺陷局部放电信号实现全方位检测和识别，实现在10kV～110kV等级XLPE电力电缆交流耐压、局放检测及定位；采用本项目研究的整体绝缘老化评估技术可以对电缆老化程度进行精确检测与诊断；采用本项目研究的电力电缆修复技术修复后电缆介质损耗下降幅度较大，直流泄漏电流显著减小，绝缘性能得到明显提高。后续跟踪显示，经修复后的电缆一直处于正常运行状态。该技术可使老化电缆绝缘性能恢复到电力电缆绝缘试验规程要求，延长电缆使用寿命，从而降低因绝缘老化而导致的非计划停电风险，减少电缆检修工作量，并有效解决城市电缆施工困难的问题，降低因更换电缆而产生巨额费用。本项目的研究成果可望在四川省电力公司乃至整个电力系统其他电缆线路进行推广应用。本项目研究成果对于推进电力电缆线路绝缘状态检测、诊断与修复技术水平与应用向更高水平的发展、实现电力电缆由传统的预防试验、状态检修向先进状态检修的转变、全面提高电缆绝缘状态监测与运行管理水平、减小由于电缆事故而造成的国民经济损失、保障电力系统的安全运行等方面具有重要理论与实际应用价值，符合建设节能环保型社会的要求。

电力电缆及附件

现场整体式绝缘考核相比分布式绝缘考核，对保障电网设备安全运行更加有效，且电压等级越高，整体绝缘考核更为必要。但是，以特高压GIL（公里级、容性）、电抗器（感性）为典型的大容量设备，现场整体绝缘试验仍为空白。主要存在三方面难题：①装备制造难。受试验空间限制，装备电-热-结构耦合关系复杂，温升、局放等指标控制与容量提升矛盾突出，制造困难。②过程实现难。GIL内部金属微粒运动随机性强，老练电压参数与微粒捕获率的定量关系难以建立；电抗器内部放电与外部复杂干扰严重混叠，人工识别易发生误判。③缺陷定位难。缺陷放电激发的信号传输-响应量化模型难以准确建立，无法实现精准定位。项目团队历时5年，产学研用协同攻关，首创现场试验用大容量补偿装置设计制造技术。发明了温度-结构耦合迭代的补偿电抗器轴、径向温升非线性控制技术，提出了多重约束、载荷解耦的补偿电容器集约型结构设计方法，研制了移动式绝缘试验装备，与德国等已有装备比，感性、容性补偿容量分别提升7.5倍、71.7%。创新了关键装备。提出GIL分级量化加压、电抗器局放自主识别技术。揭示了微粒跳跃高度与碰撞恢复系数、归一化电压呈指数关系的机理，提出了“敏感电压”分级量化老练方法，金属微粒捕获率提升18%；提出脉冲电流极性判断、时域波形特征聚类的放电源分离技术，电抗器试验放电源诊断准确率达90%。创新了试验方法。研发特高压GIL、电抗器内部放电源精准定位技术。发现了GIL放电声波传播“高峰/陡降效应”，提出了跨越高峰区域、逼近陡降区域的传感器布置方法，创建了放电源全域反演算法，实现公里级GIL放电米级定位。提出了基于多物理因子、双端差异化响应的电抗器绕组放电缺陷定位技术，精度达到线饼级。创新了处置手段。 项目获授权发明专利27项，多项关键技术被纳入1项国家标准、4项行业标准、1项企业标准，出版专著1部，发表论文41篇。中国电机工程学会组织、邱爱慈院士领衔的鉴定委员会认为：“技术成果居国际领先水平”。成果先后应用于特高压盱眙、淮南站及苏通GIL管廊，推广至国内10项特高压工程，核心技术还应用于ABB、东芝、天威保变等主流设备厂家，成功发现GIL绝缘子表面异物、电抗器出线放电等多起绝缘缺陷。实现了特高压大容量设备绝缘试验从分布式考核到整体式考核的技术跨越，有力保障了我国特高压电网运行安全。

本创新项目是沧州供电公司执行国网、省公司推广的农网10KV配变标准化设计，是农电系统一线施工人员，在安装施工过程中，对材料、工器具进行的革新、发明、创造。它为解决农网施工过程中：杆上作业时间长、施工难度大、引线量测截取不方便、瓷瓶绑扎和线鼻子压接欠牢固、PVC管截取无法固定、电杆组立过程中多次进出1.9米杆坑、刀闸、跌开、避雷器等在现场无绝缘试验设施等一系列问题，而研制、创造、发明的，适用于农网10KV变台标准化安装施工、省时省力的系列工器具。此系列创新成果，简化了标准化变台安装施工中的繁项流程，提高了工作效率，和施工现场安全水平，降低了劳动强度，具有较强的针对性和实用性，适合在所有10KV变台安装施工中应用。 标准化变台施工创新工器具系列，是专门针对标准化变台施工而设计、发明，制造工艺简单、相对成本较低，易学易用，可以在配网多种作业环境下灵活的选用。2012年上兰年，河北沧州农电系统15个县公司已全部推广应用；2012年4月，在河北沧州肃宁举办的河北省电力公司标准化变台竞赛中，沧州各参赛队伍应用该系列工具，取得了团体第一名的好成绩。标准化变台安装施工系列工器具，获得河北省电力公司2012年度职工技术创新一等奖，目前该系列工具省公司已指定河北中兴电力设备公司进行成果转换，在河北南网进行全面推广应用。2012年1月，国网公司在河北添州召开了农网10kV柱上变压器台施工图标准化设计编制座谈会，对河北公司标准化变台工作给予了充分肯定，参考河北公司设计对国网公司变台典设进行了修订，该系列工具适合在全国电力系统中进行推广应用。

隔离开关操作时引起的快速暂态过电压VFTO是GIS一种特有的过电压。该过电压的特点主要有频率较高、电压波形陡度大和幅值高，会对电力系统相关设备造成极大的影响。因此，在设计GIS时必须考虐VFTO的影响。应用ATP-EMTP软件对某750kV变电站中，采用的不带投切电阻的隔离开关在不同操作方式 时的VFTO进行计算，得出了操作不同隔离开关时的VFTO最大值。同时将800kV隔离开关更换成带有投切电 阻的隔离开关，得出对应操作时的VFTO最大值。将采用两种隔离开关的VFTO结果与设备应保证的绝缘强度相对比，得出了750kV变电站即使应用的不带投切电阻隔离开关也能满足绝缘要求的结论，其隔离开关可 以不装设投切电阻。同时采用有限元分析软件对操作的隔离开关的电场强度进行了分析计算，并进行绝缘试验验证。