潘凱，周禹，吳德貫，李紅元，夏輝

(超高壓輸電公司檢修試驗中心，昆明 650000)

換流站±800 kV直流穿墻套管回路電阻異常

潘凱，周禹，吳德貫，李紅元，夏輝

(超高壓輸電公司檢修試驗中心，昆明 650000)

介紹某換流站高端閥廳±800 kV直流穿墻套管預(yù)防性試驗時發(fā)現(xiàn)套管回路電阻異常，這將會給設(shè)備正常運行帶來風(fēng)險。本文通過介紹設(shè)備情況、試驗數(shù)據(jù)、返廠解體情況，初步分析得出了安裝和裝配過程不嚴(yán)謹(jǐn)、運行過程中受到機械外力、長時間大負(fù)荷運行產(chǎn)生氧化層等是導(dǎo)致回路電阻異常的三種主要原因，從而提出了后續(xù)的運行和維護措施。

直流穿墻套管；回路電阻；分析

0 前言

特高壓直流輸電是解決高電壓、大容量、遠距離送電、電網(wǎng)互聯(lián)的重要手段和優(yōu)化能源配置的有效途徑，滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重大需求。特高壓直流穿墻套管作為換流站閥廳和直流場的連接設(shè)備，是特高壓直流輸電的關(guān)鍵設(shè)備之一，維護好該設(shè)備對于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行極為重要。該換流站采用德國HSP 800 kV分段式直流穿墻套管，套管內(nèi)部導(dǎo)體連接處發(fā)生異常會給設(shè)備運行帶來風(fēng)險，對整支套管進行回路電阻測試可以為判斷導(dǎo)體連接處是否存在缺陷提供重要依據(jù)。

在開展該換流站高端閥廳800 kV直流穿墻套管回路電阻試驗時，試驗人員選取不同測試點測量回路電阻，測試數(shù)據(jù)均與出廠值存在較大偏差，數(shù)據(jù)異常。分析該套管回路電阻測試數(shù)據(jù)異常原因，了解該套管實際工況，對后續(xù)穿墻套管運維具有重要意義。

1 套管設(shè)備基本信息

1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

圖1 800 kV直流穿墻套管結(jié)構(gòu)圖

該套管為干式充 SF6電容式套管，由兩段SF6充氣套管通過SF6充氣腔連接組成，SF6充氣腔同時也構(gòu)成了套管法蘭，套管結(jié)構(gòu)如圖1所示。套管的內(nèi)部主絕緣體為膠浸紙，由真空下浸漬了環(huán)氧樹脂的特殊紙及起均壓作用的鋁薄膜構(gòu)成。導(dǎo)流管的法蘭端為插頭式連接，插頭式連接裝置采用均壓環(huán)屏蔽。內(nèi)部電極起均勻套管外部電壓分布的作用。套管采用復(fù)合絕緣子外套，復(fù)合絕緣子外套由玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂管和直接固化在該樹脂管表面的硅橡膠傘群組成，法蘭腔采用特殊技術(shù)與環(huán)氧樹脂管緊密連接，套管法蘭腔通過螺桿連接。在套管的高壓接線端，復(fù)合絕緣子管采用蓋板封閉，同時起著密封、固定外部連接螺栓并固定外部均壓環(huán)的作用。

2 套管試驗數(shù)據(jù)

進行回路電阻測試時，閥廳側(cè)套管端部的地刀打開，直流場側(cè)地刀閉合，在閥廳側(cè)套管端部與閥廳地網(wǎng)之間加入電流源，電流通過套管-直流線路-直流場側(cè)地刀-站內(nèi)地網(wǎng)-電流源構(gòu)成回路，接線如圖2所示。

圖2 測試回路示意圖

測試人員在閥廳內(nèi)外兩側(cè)套管端部各選取了導(dǎo)桿、均壓環(huán)連片、導(dǎo)桿螺絲3個電壓測試線的接線點進行測試，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)閥廳內(nèi)外均選取均壓環(huán)連片時回路電阻值最小。測試點接線分別如圖3所示。

通過對比近期回路電阻測試正常套管的紅外測溫圖和回路電阻測試異常套管的紅外測溫圖，無明顯區(qū)別。但套管閥廳內(nèi)外連接的法蘭腔處溫度較其他部位溫度高，應(yīng)長期觀測溫度變化情況。

此次該800 kV穿墻套管預(yù)防性試驗除新添加的回路電阻測試值較出廠值變化較大 (變化率127.68%，測試回阻值取最小值255 μΩ)，該套管所有常規(guī)預(yù)防性試驗 (試驗規(guī)程中要求)結(jié)果均滿足相關(guān)預(yù)防性試驗規(guī)程的要求。

3 套管解體情況

針對回路電阻過大可能會引發(fā)的電網(wǎng)風(fēng)險，運行單位組織召開專家會后決定更換套管。被更換的異常套管返廠進行穿墻套管法蘭接地外殼連接部分的解體，解體的位置如圖3所示。

在中間連接位置將套管打開后，發(fā)現(xiàn)該穿墻套管法蘭內(nèi)壁和均壓環(huán)內(nèi)外表面均有明顯的金屬光澤，閥廳內(nèi)部分的導(dǎo)電桿內(nèi)壁與表帶接觸部分有明顯壓痕，并發(fā)現(xiàn)少量刮痕，無放電灼燒痕跡。

圖3 解體位置示意圖

戶外套管法蘭區(qū)域均壓環(huán)和法蘭金屬腔內(nèi)壁均有金屬光澤，中間連接導(dǎo)桿的觸指部分由灰黑色附著物，連接導(dǎo)桿的外表面有碰刮傷痕跡，拔掉連接導(dǎo)電桿，在戶外導(dǎo)電桿內(nèi)壁發(fā)現(xiàn)明顯磕碰痕跡和不均勻壓痕。

中間連接導(dǎo)桿兩端各有4個表帶觸指安放在槽內(nèi)，連接導(dǎo)桿被取下后，表帶觸指與連接導(dǎo)桿接觸較松，可以轉(zhuǎn)動，連接導(dǎo)桿一端的4個表帶觸指，中間兩個表帶觸指在運行中受力最大，在連接導(dǎo)桿上產(chǎn)生了壓痕，4個表帶觸指受力并不均勻，表帶觸指有較淺的變色，無明顯過熱點。

4 套管回路電阻異常原因

1)該類穿墻套管為分段式結(jié)構(gòu)，閥廳內(nèi)和直流場側(cè)兩部分在安裝連接時工藝不嚴(yán)謹(jǐn)或套管端部導(dǎo)體與套管內(nèi)部導(dǎo)桿連接松動，導(dǎo)致套管回路電阻增大。

2)拆除均壓罩后，在戶內(nèi)外導(dǎo)電桿的內(nèi)徑側(cè)對應(yīng)表帶觸指部分處有明顯壓痕，且壓痕存在深淺不一現(xiàn)象，此現(xiàn)象可能由于長時間運行中受各種機械外力 (自身重力、外部載荷、溫差引起的熱脹冷縮、振動、風(fēng)力等因素)引起接觸狀態(tài)不穩(wěn)定所致，導(dǎo)致套管回路電阻增大。

3)套管長期滿負(fù)荷運行在較高的溫度下，使得導(dǎo)體本身及與導(dǎo)體連接的各部位氧化層變厚，導(dǎo)致套管回路電阻增大。

5 該類套管后續(xù)運行維護措施

1)加強該類套管紅外巡視，若在負(fù)荷穩(wěn)定和負(fù)荷減小時仍出現(xiàn)溫度升高的情況，應(yīng)引起注意。

2)分段連接結(jié)構(gòu)的套管增加直流電阻測試試驗項目。

3)對該類穿墻套管縮短SF6氣體分解物和濕度測試試驗周期，分析數(shù)據(jù)變化趨勢，及時掌握套管運行情況。

4)通過對套管中間搭接結(jié)構(gòu)尺寸的測量數(shù)據(jù)，依托科技項目對套管的機械力、溫度場和電場進行理論仿真計算和模擬試驗，找出設(shè)計缺陷，提出更科學(xué)的改進措施。

5)對現(xiàn)場收集到的各種附著物樣本進行檢驗，分析其成分、產(chǎn)生原因以及危害。

6 結(jié)束語

通過對某換流站高端閥廳±800 kV直流穿墻套管試驗數(shù)據(jù)和解體情況進行分析，得出該套管回路電阻異常初步原因，提出后續(xù)措施，為該類套管設(shè)備的運行維護提供指導(dǎo)和借鑒。

[1] 尚春.特高壓輸電技術(shù)在南方電網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用 [J].高電壓技術(shù)，2006，32(1).

[2] 劉鵬，金海云，石惠承，等.特高壓直流套管用環(huán)氧樹脂/皺紋紙復(fù)合絕緣體系介電性能的研究 [J].高壓電器，2009，45(5).

[3] 潘國洪，朱華艷.±800 kV直流穿墻套管安裝和現(xiàn)場試驗關(guān)鍵技術(shù)研究 [J].高壓電器，2013，49(2).

[4] 中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司.CSG/YGII/EC4.138HV_ OD_HSPE[M].廣州：中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司，2011.

Analysis on Abnormal Circuit Resistance of±800 kV DC Wall Bushing in Converter Station

PAN Kai，ZHOU Yu，WU Deguan，LI Hongyuan，XIA Hui
(Maintenance＆Test Center，EHV Power Transmission Company，Kunming 650000，China)

Found abnormal circuit resistance of±800 kV DC wall bushing?in carrying out the preventive test of a converter station. It will pose a risk to equipment operate normally.This paper concludes assembly process is not rigorous，mechanical force and oxide layer of prolonged high load operation cause the abnormal circuit resistance of the DC wall bushing during describes the equipment，the test data and the disintegration situation of factory.Then put forward the follow-up?measures of operation and maintenance. Key words：DC wall bushing；circuit resistance；analysis

TM62

B

1006-7345(2015)04-0043-02

2015-03-16

潘凱 (1989)，男，助理工程師，超高壓輸電公司檢修試驗中心，從事超 (特)高壓直流輸電試驗研究工作 (e-mail) pk0131home＠163.com。

周禹 (1984)，男，助理工程師，超高壓輸電公司檢修試驗中心，從事超 (特)高壓直流輸電試驗研究工作。

吳德貫 (1987)，男，助理工程師，超高壓輸電公司檢修試驗中心，從事超 (特)高壓直流輸電試驗研究工作。