前言:我們精心挑選了數篇優質數字電路分析論文文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發,助您在寫作的道路上更上一層樓。
電子束爐按正常程序操作熔煉鉭金屬時,40KV高壓電源突然斷電,操作面板上出現報警顯示:“HvTransformerBUCHHOLZ”(高壓變壓器瓦斯繼電保護動作)。打開變壓器的放氣閥放氣,報警消失,此時變壓器能產生40kv直流電壓,但高壓既不能保持又不能帶負載,2到3分鐘后,同樣的報警信號再次出現,變壓器主回路電源斷開,停止工作。
2故障檢查
2.1變壓器的外部檢查
(1)檢查油枕內和充油套管內油面的高度,發現油位正常,封閉處無滲漏油現象;
(2)檢查變壓器的響聲,發現噪音稍大,但未有異常聲音出現;
(3)檢查變壓器的絕緣套管及瓷瓶,未發現有破損裂紋及放電燒傷痕跡;
(4)檢查一、二次母線,接頭接觸良好,不過熱,外殼接地良好;
(5)檢查呼吸器,氣路暢通,硅膠的顏色為淡紅色,吸潮未達到飽和。
2.2變壓器負荷檢查
(1)用鉗形電流表測量變壓器空載時一次繞組的三相空載電流,A相:IA=160.8A;B相:IB=55.8A;C相:IC=5.7A。
(2)故障發生時,用紅外線測溫儀測量變壓器外殼不同區域的溫度,溫度為55℃左右,一分鐘溫升超過5℃。
2.3氣相色譜分析檢查
采集變壓器本體油、瓦斯油、瓦斯氣進行氣相色譜分析檢查,結果見表1。
本體油瓦斯油瓦斯氣
氫11091710373350
氧211652119021345
一氧化碳21016528235
二氧化碳53011458570
甲烷309.53284.512659
乙烷38.5947.56592
乙烯535.511309.514516
乙炔380.339860.020725.0
總烴1264.019528.054492.0
表1油樣氣相色譜分析表
3故障現象及分析
變壓器的故障一般分為電路故障和磁路故障。常見的電路故障有線圈絕緣老化、受潮,材料質量及制造工藝不良,二次系統短路引起的故障等。磁路故障常見的有硅鋼片短路、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。
3.1三相電流不平衡
當變壓器二次繞組開路,一次繞組施加額定頻率的額定電壓時,一次繞組中的電流稱空載電流I0。通常I0與額定電流IN的關系可表示為:
i0%=(I0/IN)*100=1-3%
該變壓器的額定電流為577A,空載電流I0應在5.77A到17.3A之間,而實測的一次繞組三相空載電流IA=160.8A,IB=55.8A,IC=5.7A。三相電流極大的不平衡,初步推斷為變壓器繞組局部發生匝間和層間短路,產生很大的短路電流。
3.2變壓器油溫不斷升高
油溫不斷升高可能由以下幾個方面引起:
(1)渦流使鐵芯長期過熱而引起硅鋼片間的絕緣破壞,鐵損增大,油溫升高;
(2)穿芯螺絲絕緣破壞后,與硅鋼片短接,有很大的電流通過,使螺絲發熱,油溫升高;
(3)繞組局部發生匝間和層間短路,二次線路上有大電阻短路等,也會使油溫升高。
3.3瓦斯繼電保護動作
瓦斯保護是變壓器的主要保護,它能監視變壓器內部發生的大部分故障。繼電保護動作的原因有以下幾個方面:
(1)濾油、加油和冷卻系統不嚴密,致使空氣進入變壓器;
(2)變壓器內部故障、短路,產生少量的氣體;
(3)保護裝置二次回路故障。
外部檢查未發現變壓器有異常現象,應查明瓦斯繼電器中氣體的性質。從表1瓦斯氣體中氫、一氧化碳、甲烷等可燃氣體含量劇增,說明變壓器內部有故障。氣體顏色為灰色和黑色,有焦油味,則說明油因過熱分解或油內層發生過閃絡故障。
上述分析對變壓器內的潛伏性故障還不能作出正確的判斷,還需要結合氣相色譜法判斷:
從表1中可以看出氫、烴類含量急劇增加,而一氧化碳,二氧化碳含量增加也不大,這就表明了變壓器裸金屬方面及固體絕緣物(木質、紙、紙板)的過熱性故障不存在;甲烷,乙烷,乙烯氣體有所增加,而乙炔含量很高,這表明變壓器內出現過電弧放電,使油分解而產生乙烷、乙烯和乙炔,可能為繞組匝間和層間短路放電性故障導致。為更加明確故障點,需要對變壓器進行吊芯檢查。
4吊芯檢查與維修
拆開變壓器,用20噸吊車吊出變壓器芯部作如下檢查:
(1)用萬用表依次測量一、二次繞組每個線圈對地的絕緣情況,發現一次繞組U、V相線圈與地及鐵芯接通,其他線圈絕緣良好。
(2)用萬用表測量硅鋼片間、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣良好,鐵芯接地良好。
(3)檢查保護裝置二次回路,將保護開關、保護線路及整流阻容作檢查,全部良好。
通過檢查與分析,斷定變壓器故障為一次繞組U、V相線圈絕緣層損懷,匝間短路放電、油過熱分解使瓦斯繼電保護動作,斷開變壓器主回路電源。聯系變壓器生產廠家德國MUNK公司,定購兩組線圈,各種費用總計25萬元人民幣。更換兩組線圈后,由國內變壓器生產廠家對油進行過濾、干燥處理,對變壓器芯部作24小時的烘干處理。安裝調試后,變壓器恢復正常工作。
5結束語
通過上述分析,可以發現變壓器油樣氣相色譜分析報告中的氫、烴類含量急劇增加,乙炔含量很高,一次繞組空載電流不平衡,油溫不斷升高等現象。所有這些都說明變壓器內部出現了繞組匝間和層間短路的放電性故障。本文介紹的故障檢查與分析方法簡單、實用、成本低廉,為單位節約資金約20萬元,值得同行業用戶借鑒。
關鍵詞:TSA5526;頻率合成器;分頻器;電荷泵
1概述
頻率合成技術是近代無線電技術發展中的一門新技術,也是現代通信系統中的關鍵技術之一,它通常利用一塊晶體或少量晶體組成標準頻率源,然后通過合成方法產生各種所需的頻率信號。這些頻率信號與標準頻率源具有相同的頻率穩定度和準確度。使用該技術構成的電路在通信設備中稱為頻率合成器。頻率合成器的種類很多,目前普遍采用的是數字式頻率合成器。數字式頻率合成器由晶體振蕩器、固定分頻器、鑒相器、濾波器和VCO等組成,晶體振蕩器輸出的頻率信號經固定分頻器后得到標準頻率,而VCO輸出的頻率信號經可變分頻器分頻后得到實際頻率信號,兩信號在鑒相器中經相位比較產生的環路鎖定控制電壓將通過濾波器加到VCO上,以對實際頻率信號進行控制和校正,直到環路鎖定。當所需信號頻率較高時,該電路的設計、制作和調試難度較大,通常只能依靠專業廠家來完成,不僅成本高,而且生產周期長。TSA5526芯片是Philips公司推出的通用數字頻率合成集成電路,它將晶體振蕩器、固定分頻器、鑒相器、濾波器等電路集成在一塊芯片上,其主要特性參數如下:
輸入射頻信號的頻率為:64~1300MHz;
輸入射頻信號的電平為:-28~3dBm;
輸出誤差調整電壓為:4.5~33V;
具有鎖定檢測功能;
內置可編程的15bit分頻器;
通過程序控制可在512、640和1024中選擇基準信號分頻比,在外接4MHz晶振時,則可獲得3.90625kHz、6.25kHz和7.8125kHz的頻率精度;
可選擇I2C總線和3總線進行數據傳輸;
采用單電源供電,電源電壓為4.5~5.5V。
2引腳功能
TSA5526有SSOP16和SO16兩種封裝,引腳排列如圖1所示,各引腳功能見表1所列。
表1TSA5526的引腳功能
引腳名稱功能應用說明
1RF射頻信號RF輸入通常接本振輸出
2VEE地
3VCC1電源電壓1芯片電源,接+5V
4VCC2電源電壓2開關控制電源,通常接+12V
5BS4電子開關BS4輸出PNP三極管OC輸出
6BS3電子開關BS3輸出PNP三極管OC輸出
7BS2電子開關BS2輸出PNP三極管OC輸出
8VS1電子開關BS1輸出PNP三極管OC輸出
9CP環路濾波器外接RC濾波網絡
10Vtune誤差控制電壓輸出通過上拉電阻輸出直流電壓并加到VCO
11SW總線選擇開關接地時選擇I2C總線方式;懸空時選擇3總線方式
12LOCK/ADC鎖定標志/ADC輸入3總線方式時為鎖定標志,低電平有效;I2C總線方式時5為電平ADC輸入端
13SCL串行時鐘下降沿時將SDA輸出的數據鎖存
14SDA串行數據在3總線方式時,18bit、19bit和27bit三種數據可供選擇
15CE片選信號高電平有效
16XTAL基準振蕩輸入通常外接4MHz晶體
表2寫狀態數據格式
字節MSB數據字節LSB
地址字節(ADB)11000MA1MA0
分頻字節(DI1)0N14N13N12N11N10N9N8
分頻字節2(DB2)N7N6N5N4N3N2N1N0
控制字節(CB)1CPT2T1T0RSARSB0S
電子開字節(BB)空空空空BS4BS3BS2BS1
3內部結構和工作原理
TSA5526的內部結構框圖如圖2所示,它包括射頻信號處理單元、基準信號處理單元、相位比較和輸出單元以及接口控制單元等四部分。射頻信號處理單元對輸入的射頻小信號進行放大和8分頻,再送到15bit可編程分頻器,分頻比的大小可根據輸入射頻信號的頻率來確定。基準信號處理單元中的基準振蕩器通過外接晶體產生基準信號,同時經基準分頻器產生基準信號。基準分頻器通過編程可選512、640和1024三種分頻比。經過分頻處理后的兩路信號同時加到數字式相位比較器,然后經電荷泵、放大器和驅動三極管后得到誤差控制電壓輸出。接口控制單元用于實現微處理器與該器件的通信,它一方面接收微處理器送來的數據并在內部處理以形成各種控制指令;另一方面將本器件的狀態送往微處理器。通過SW端信號的不同連接,可選擇兩種串行通信方式:I2C總線方式和3總線方式。
圖2
3.1I2C總線方式
a.寫狀態R/W=0
在寫狀態時,對TSA5526編程需要四個數據字節,并應在地址字節傳輸后將數據字節送入芯片。當地址字節第一字節傳輸后,I2C總線的收發會使地址字節和數據字節連在一起,并在一個傳輸過程中傳輸完畢。如果地址字節后的第一個數據字節為分頻字節或控制字節,則芯片將被部分編程。表2是其數據字節定義。表中,MA1和MA0是可編程地址位,用于控制加到片選端的電壓。N14~N0為可編程分頻比,其分頻比為:
N=N14×214+N13×213+…+N1×2+N0
CP為控制電荷泵電流大小位,CP為0,對應電流為60μA,CP為1時,電流為280μA缺省值。T2~T0代表測試位。RSA和RSB為基準分頻比選擇位。0S為可調放大器控制位,0S位為0時,可調放大器接通缺省值,0S位為1時斷開。BS4~BS1是PNP電子開關控制位,其對應關系是:當BSn為0時,電子開關n接通;當BSn為1時,電子開關n斷開。
表3讀狀態數據格式
字節MSB數據字節LSB
地址字節11000MA1MA2R/W=1
狀態字節PORFLACPS11A2A1A0
表43總線方式數據格式
數據形式D0D3D4D17D18D19D20D21D22D23D24D25D26
18位BS4BS1N13N0
19位BS4BS1N14N1N0
27位BS4BS1N14N1N0-CPT2T1T0RSARSB0S
b.讀狀態R/W=1
表3所列為讀狀態數據格式。當輔助地址位被識別之后,將自動產生一個響應脈沖到SDA線上。SDA線上的數據在SCL時鐘信號為高電平時有效,數據字節在SDA線上產生應答信號之后從器件中讀出;如果沒有主應答信號產生,傳輸過程就會結束,此時芯片將釋放數據線從而使微控制器產生終止條件。當上電時,POR標志被置為1,當檢測到數據結束標志時,POR標志被復位讀周期的結束。FL為進入鎖存標志,用于表示何時循環建立起來。通過對FL置1或清零可對循環進行控制。ACPS為自動充電電流轉換標志,當自動充電電流轉換打開且循環鎖定時,此標志為0,此時充電電流被強制為低。在其它條件下,ACPS為邏輯1。在I2C總線狀態下,內置的A/D轉換器可將自動頻率微調模擬電平轉換成數字量并送往微控制器。
3.23總線方式
在3總線方式下,該器件接收的數據有18位、19位和27位三種,參見表4。在該方式下,當片選引腳CE由低電平變為高電平時,SCL引腳輸入時鐘脈沖的下降沿會將SDA引腳上的數據送入數據寄存器,數據的前四位用來控制電子開關的通斷,在第五個時鐘脈沖的上升沿,這四位數據被送入內部電子開關控制寄存器。如果傳輸的是18或19位數據字,那么,在片選線上電平由高向低轉換時,頻率位將被送入頻率寄存器。在上電復位狀態下,電荷泵電流為280μA,調諧電壓輸出被關斷;而在標準模式下,當ACPS標志為高電位時,測試位T2~T0被置為001,此時將禁止TSA5526輸出。當傳輸的是27位數據字時,在時鐘脈沖的第20個上升沿到來時,頻率位將被送入頻率寄存器,而控制位則在片選引腳CE從高電平向低電平轉換時送入控制寄存器。在這種方式下,基準分頻比由RSA和RSB位確定,測試位(T2、T1、T0)、電荷泵控制位CP、分頻比選擇位(RSA、RSB)以及0S位只能進行27位的傳輸。圖3所示是3總線方式時的時序圖。
表5AT89C51內RAM中20H、21H、22H、23H的定義
字節地址D7D6D5D4D3D2D1D0
20HBS4BS3BS2BS1N14N13N12N11
21HN10N9N8N7N6N5N4N3
22HN2N1N011000
23H01000000
4應用
TSA5526在某航空電子設備檢查儀中的應用電路如圖4所示,圖中,單片機與TSA5526采用3總線方式進行通信。P1.0與SCL引腳相連,用于串行時鐘輸出。P1.1與SDA引腳相連,用于串行數據輸出。P1.2與CE引腳相連以進行片選控制;電子開關BS1~BS4用于通過VCO產生4種不同頻率信號,VCO的輸出將通過C6送到TSA5526的RF引腳,并經分頻后與基準信號進行相位比較。Vtune輸出的誤差控制電壓經電阻R3、電容C5加到VCO。R1、C4的數值可用于決定微調的快慢。當頻率鎖定后,LOCK引腳將變為低電平,并將該電平通過AT89C51的P1.3引腳送入單片機進行檢測。本電路采用27位數據格式,發送的數據存放在單片機AT89C51中RAM的20H、21H、22H、23H四個單元中,各位定義見表5所列。其具體程序清單如下:
Rfegadj:CLRP1.0
SETBP1.2
MOVR0,#08H
Fregadj1:MOVA,20H
CLRC
RRCA
MOVP1.1,C
SETBP1.0
NOP
CLRP1.0
DJNZR0,Fregadj1
MOVR0#08H
Fregadj2:MOVA,21H
CLRC
RRCA
MOVP1.1,C
SETBP1.0
NOP
CLRP1.0
DJNZR0,Fregadj2
MOVR0,#08H
Fregadj3:MOVA,22H
CLRC
RRCA
MOVP1.1,C
SETBP1.0
NOP
CLRP1.0
DJNZR0,Fregadj3
MOVR0,#03H
Fregadj4:MOVA,23H
CLRC
RRCA
MOVP1.1,C
SETBP1.0
NOP
CLRP1.0
關鍵詞:電網;高壓輸電線路;絕緣子;選型
Abstract:Thecorrectselectionandapplicationoftransmissionlineinsulatoraretheguaranteeforlinesoperationrelaibility.Forthis,thepracticaloperationsituationandthecharacterof500kVtransmissionlineinsulatorinJiangsupowernetworkareana_lysed,thesuggestionshowtoselectandusethelineinsulatorareproposed.
Keywords:powernetwork;high_voltagetransmissionline;insulator;typeselection
近幾年江蘇電網發展迅速,截至2001年底,全省投運的500kV線路3174km、500kV變電站11座。線路使用的絕緣子種類繁多,目前輸電線路使用的絕緣子按型式主要分為盤式絕緣子和長棒型絕緣子。下面介紹這2種絕緣子的特點。
1盤式絕緣子的特點
盤式絕緣子按材質可分為盤式瓷絕緣子和鋼化玻璃絕緣子。
1.1盤式瓷絕緣子
盤式瓷絕緣子是最早用在線路上的絕緣子,已有一百多年的歷史。它具有良好的絕緣性能、抗氣候變化的性能、耐熱性和組裝靈活等優點,被廣泛用于各種電壓等級的線路。盤式瓷絕緣子是屬于可擊穿型的,它是采用水泥將物理、化學性能各異的瓷件與金屬件膠裝而構成的,在長期經受電場、機械負荷和大自然的陽光、風、雨、雪、霧等的作用,會逐步劣化,對電網的安全運行帶來威脅。特別是含有劣化絕緣子的絕緣子串發生閃絡(由于雷擊或污閃等原因)時,可能會使劣化的絕緣子頭部瞬間發熱爆炸,造成導線落地的事故。華東電網在1996年底的大污閃事故中,500kV系統有11條線路因霧閃發生72次跳閘。其中,3條線路因零值絕緣子爆炸造成導線落地;2條線路多串絕緣子結構中有1串因零值絕緣子爆炸斷串。
2000年9月22日,江蘇省220kV溧陽變電站220kV旁母、正母瓷瓶發生因大量低值絕緣子的存在而導致的掉串事故。所以劣化絕緣子的檢測工作非常重要,前系統停電是較難的,即使線路停電,也無足夠的時間和人力進行全線絕緣子的檢測工作。因劣化絕緣子的安裝位置和分布區域的原因,向來是絕緣在線檢測的一個難點。目前常用短路叉法和火花間隙法檢測,這些方法易于檢測零值絕緣子,測試方法簡單,但準確性較低,對低值絕緣子,特別是1串中存在多片低值的情況下,則很難作出正確的判斷。瓷絕緣子的老化率隨其運行時間的延長而逐年上升。
1.2鋼化玻璃絕緣子
鋼化玻璃絕緣子具有較好的機電性能,其抗拉強度、耐電擊穿性能、耐振動疲勞、耐電弧燒傷和耐冷熱沖擊性能等都優于瓷絕緣子。且與瓷絕緣子不同,玻璃絕緣子具有零值自爆的絕緣自我淘汰能力,這樣就很容易被發現,無需對其進行絕緣測試。自爆率通常在前3年較高,這與瓷絕緣子相反。數十年的運行和試驗數據證明,鋼化玻璃絕緣子具有長期穩定的機電性能和較長的使用壽命。防污型玻璃絕緣子為取得較大的爬電距離,只有在傘裙下表面增加數個深棱來實現(由于工藝的原因,無法像瓷絕緣子通過雙傘或三傘增加爬距)。當用于粉塵污染較嚴重的地區,因這種鐘罩深棱的傘型自潔能力差、清掃不便,下表面結垢嚴重,造成耐污閃能力大大降低。從江蘇電網運行情況來看,鐘罩深棱型絕緣子(包括瓷的和玻璃的)不適合江蘇地區這種以粉塵污染為主、污染較重的地區使用,如果使用,應充分考慮其爬電距離的有效利用系數。1999-2002年,江蘇省500kV線路污閃跳閘中,只有7%(一次跳閘)是瓷雙傘絕緣子,其余都是玻璃絕緣子。這里針對的是懸垂串絕緣子,全省尚未發生過耐張串絕緣子的污閃跳閘。
2長棒型絕緣子的特點
長棒型絕緣子按材質可分為合成絕緣子和長棒瓷絕緣子。
2.1合成絕緣子
合成絕緣子具有質量小、強度高、耐污性能好、維護工作量小等諸多優點。硅橡膠合成絕緣子表面具有憎水性,且附著在傘裙表面的污染層也具有憎水性(即硅橡膠的憎水性遷移),這大大提高了合成絕緣子的抗污能力。從國內的使用情況來看,歷次的大面積污閃事故中,合成絕緣子都表現出優異的抗污閃能力,在外絕緣水平偏低和污染較重的情況下,合成絕緣子是個較好的選擇對象。國外合成絕緣子的研制和掛網較早,使用范圍很廣泛,已取得成功的運行經驗。國內合成絕緣子生產廠家經過數代產品的改進,生產技術水平大大提高,主絕緣成型技術已達到國際先進水平。合成絕緣子端頭的連接型式是多種型式并存,但逐步趨向國際先進的探傷監控下的壓接式,其結構簡單、美觀,產品質量的人為分散性得到控制。合成絕緣子的長期機械可靠性主要依靠:芯棒的質量和截面尺寸、金屬端部附件特性以及附件與芯棒的連接質量。傘套為芯棒提供保護,并提供必要的爬電距離,要求它有長期的憎水性、較好的抗氣候變化的性能、較高的撕裂強度等,常采用一些試驗(如5000h加速老化試驗),可檢驗傘套的長期性能。為改善端部電場分布,降低無線電干擾程度,提高電暈起始電壓等原因,500kV合成絕緣子兩端都裝有均壓環,但均壓環的存在降低了放電距離。
從合成絕緣子運行中發生的事故、故障情況來看,大部分是雷擊閃絡,這可通過增加干弧距離來解決。其次是不明原因的閃絡,不明原因的閃絡是指閃絡發生在系統無任何過電壓的情況下,且發生閃絡后的絕緣子送到試驗室檢驗時,各項試驗結果均合格。目前對不明原因的閃絡問題尚無統一的認識,有的認為是絕緣子由于污濕原因,其憎水性會暫時消失;也有的認為是鳥糞引起的。從事故后果的嚴重性來看,最嚴重的是合成絕緣子的脆斷問題,從20世紀70年代開始,有些合成絕緣子就發生了脆斷事故。這種現象是由環氧樹脂玻璃纖維芯棒的玻璃纖維受酸蝕引起的,一般在暴露于酸性環境中的玻璃纖維芯棒承受機械負載時發生的。華東電網在1998年發生了2例典型的500kV合成絕緣子脆斷事故。一起是1998年3月,上海500kV渡南5101線發現1支合成絕緣子折斷,該絕緣子是進口產品,運行時間僅4年多。該產品芯棒的硅橡膠護套厚度僅1.5mm(通常為3~5mm),引起折斷的原因是護套厚度太薄,在運行中出現破損,水分滲入至芯棒,最終導致芯棒酸蝕脆斷。另一起是1998年8月,浙江500kV蘭窯5404線1支國產合成絕緣子發生斷裂,原因是該絕緣子金具端頭連接密封結構為第一代型,密封層較薄,水氣沿著金具與護套間的縫隙滲入芯棒后,形成酸性環境,芯棒在此酸性環境和應力的作用下發生脆斷。制造廠和運行部門從多起脆斷事故的經驗教訓中,已認識到傘裙護套與金具之間可靠密封的重要性。
2.2長棒瓷絕緣子
一般情況下,長棒型瓷絕緣子串110kV為1節,220kV為2節,500kV為3節,每節都帶有均壓環和招弧角。絕緣體由氧化鋁高強度瓷制作。江蘇省1997年在500kV斗渡線無錫段率先采用了德國CERAM公司的瓷棒絕緣子,98串用在直線塔兩邊相。運行一段時間后,測量所得鹽密較低。鹽密的測量結果見表1。
表1鹽密測量結果
絕緣子投運時間測量時間測量部位鹽密
型式(mg/cm2)
瓷棒1997年12月1998年11月A相上串第2個傘0.0081
A相上串第8個傘0.0098
A相上串第16個傘0.0124
1999年11月C相下串第2個傘0.0061
C相下串第8個傘0.0065
C相下串第16個傘0.0069
2000年3月A相下串第2個傘0.0105
A相下串第8個傘0.0105
A相下串第16個傘0.0184
500kV瓷棒絕緣子由3節組成,每節之間均有均壓環和招弧角,與同樣棒型的合成絕緣子相比,在相同的結構高度下,空氣間隙縮短。如某合成絕緣子供貨商提供的產品結構長度4450mm、干弧距離4135mm、負極性50%雷電沖擊閃絡電壓為2540kV;而某瓷棒絕緣子廠商提品的連接長度4452mm、干弧距離4030mm、負極性50%雷電沖擊閃絡電壓為1950kV。因此,要達到一般合成絕緣子所要求的雷電沖擊耐受電壓和操作沖擊耐受電壓,則瓷棒絕緣子的結構高度將大于合成絕緣子的,這就要求桿塔尺寸應選大一點,對于多雷區線路,作為懸垂串使用時,存在一定的局限性。
使用長棒瓷絕緣子時,需在運輸和安裝過程別小心。瓷件大而笨,在運輸和安裝時,有碰撞和損壞的危險。另外,如果制造過程中內部產生細微的缺陷,在運行中,熱-機械應力的長期作用會降低絕緣子的機械強度,且巡線時對長棒瓷絕緣子串的觀察和檢測還不能發現故障絕緣子,這樣會導致瓷件意外折斷和導線落地。
3對江蘇電網輸電線路絕緣子選型的建議
(1)懸垂串絕緣子應選用防污型盤式瓷絕緣子或長棒型絕緣子。我國盤懸式瓷絕緣子的生產廠家多、產量大,但不同廠家的產品質量差異很大。輸電線路的絕緣子選型時,應對不同廠家生產的瓷絕緣子的運行情況進行詳細調查了解,選用高品質的瓷絕緣子。同時,對運行中的瓷絕緣子應加強檢測,及時更換劣化絕緣子,確保電網安全運行。除耐張串可選用普通型的外,傘型的應選用雙傘或三傘,而鐘罩深棱型絕緣子不宜使用。
(2)瓷棒絕緣子的機械強度直接與瓷件有關,由于運輸、安裝過程中造成的損壞,或運行中外界偶然的撞擊,或制造過程中形成的內部缺陷(要求產品有嚴格的質量檢查、優良的制造工藝),可能會在運行中意外折斷,所以瓷棒絕緣子應選擇質量好的產品,并加強檢驗工作,小心運輸、安裝。
(3)鋼化玻璃絕緣子具有零值自爆的優點,可節省大量的運行維護費用。由于鐘罩深棱型絕緣子的固有缺陷以及江蘇省的運行經驗證明,這種型式的絕緣子不適合以粉塵污染為主、污染較重的地區使用,如果使用,應充分考慮其爬電距離的有效利用系數。普通型的玻璃絕緣子可在耐張串使用。
(4)合成絕緣子具有維護工作量小、質量小、耐污性能好等優點,這是瓷、鋼化玻璃絕緣子不可相比的。目前在我國大氣污染嚴重、輸電線路外絕緣水平普遍偏低、塔頭尺寸也限制了調爬的選擇性的情況下,合成絕緣子應是污染嚴重地區的選擇對象。但是,合成絕緣子運行時間短,運行經驗尚嫌不足。對500kV合成絕緣子應慎重選擇制造廠家及技術參數,積極研究考核其各項性能、壽命的技術指標及試驗方法,對在線運行的合成絕緣子應加強監測。
(5)絕緣子爬電比距的配置應符合本地區審定后最新版污區圖的要求,并應參照JB/T5895-91《污穢條件下絕緣子的使用導則》的要求,充分考慮其爬電距離的有效性和運行經驗,絕緣子的污閃放電特性與結構造型及自然積污量有關。爬電距離有效利用系數應反映放電發展時爬電距離長度利用的有效性,又能反映絕緣子在運行條件下的積污性能。因此,在相同條件下和在相同的積污時間內,爬電距離有效利用系數應由被試絕緣子與基準絕緣子的污閃電壓梯度相比較來確定,在絕緣子選型時應充分考慮。
參考文獻:
[1]龔堅剛.長棒型絕緣子在超高壓輸電線路中的應用前景[J].浙江電力,2000,(5).