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摘要：针对于GIS设备而言，绝缘拉杆是其重要的绝缘器件之一，它能够有效促使GIS设备在运行过程中，高低压之间形成电力隔离，使设备进行正常运转。基于此，本文主要内容研究了420kV GIS隔离开关绝缘拉杆放电问题，通过分析绝缘拉杆的材料构成以及产品结构，分析绝缘拉杆的故障原因。
关键词：420kV ;GIS隔离开关;绝缘拉杆;放电问题
前言：针对于GIS设备中绝缘拉杆这一器件而言，在设备运行过程中绝缘拉杆不仅要承受设备中过高的电压，还要承受设备运行过程中过高的机械载荷。在GIS设备构造结构中，通常情况下绝缘拉杆为细长型，并且要在运行过程中承受瞬时的高压等，基于此，对于绝缘拉杆的质量有较高的要求，除此之外，由于GIS设备更换零件较为困难，因此在选择绝缘拉杆时更需要考虑器件的整体性能。本文通过实验，对420kV GIS隔离开关绝缘拉杆放电问题的分析具有十分现实的重要意义，为提高绝缘拉杆的使用周期打下基础。
1.绝缘拉杆的结构分析以及故障原因
1.1绝缘拉杆的整个构造
绝缘拉杆的具体构造如下图所示，在拉杆的中间位置为绝缘杆，其组成材料为芳纶-聚酯浸渍管道，在绝缘杆的两端为金属嵌件，绝缘管道通过与嵌件进行粘连组合在一起。为了确保绝缘拉杆的使用可靠性，需要对拉杆进行试验，以确保对其机械性能以及电气性能得以掌握[1]。基于此，本文主要试验产品选自额定电压为420KV、而定耐受电压1425KV的GIS设备进行试验。
图1：绝缘拉杆构造示意图
1.2绝缘拉杆的故障过程
对绝缘拉杆进行装机电气试验，来验证拉杆的机械寿命。在对其开展装机电气试验项目过程中，相关试验数据为在分闸状态下以及合闸状态下，对其分别进行十五次的雷电冲击试验，冲击电压分别为±1425k V，除此之外，此次试验的工频耐压为AC 650k V/1min。
1.3拆解检查
在对试验样机进行拆解工作后发现，在GIS隔离开关内部具有绝缘拉杆的表皮碎屑，而观察绝缘拉杆的实际情况得知，拉杆连接高压部位与连接低压部位两者之间存在有炸裂、击穿现象，并且在拉杆的低压屏蔽处以及高压侧连接导体处均存在有十分明显的放电现象，拉杆的击穿位置存在有十分严重的起层现象。在对绝缘拉杆进行深入的刨切工作时，发现在实验过程中，绝缘材料的增强层直接被电气击穿，并且为贯穿式击穿十分严重。
2.绝缘拉杆放电问题分析
2.1对绝缘拉杆内部的绝缘管进行分析
为了透彻分析绝缘拉杆的放电问题，首先要从拉杆内部的芳纶纤维聚酯浸渍管的电气性能进行分析，并且分别截取此管中的上中下三个部位，每个部位的截取长度为12厘米。测试截取部位的介电性能[2]。
2.1.1截取部位的介电性能测试
在对其开展介电性能工作时，采用的测量媒介为绝缘油，并且升压的实验数据为每秒2KV。最终测试结果如图所示。
图2：截取样品（芳纶纤维-聚酯绝缘管）的介电性能测试结果
2.1.2在对截取部位进行冷热循环后，对其开展介电性能测试
在对试验样品进行冷热循环处理过程中，要遵守以下实验要求，在零下四十度对其进行降温的处理，降温周期为六小时，随后在两小时内，将试验温度升高至115摄氏度，随后要保持六个小时的高温，最后再利用两个小时将实验温度降低至零下四十度。以此为一个循环周期，分别循环十个周期。在对实验样品进行冷热循环实验后，要对截取的实验样品进行介电性能的处理。最终实验结果如下图所示。
图3：截取样品（芳纶纤维-聚酯绝缘管）进行冷热循环后的介电性能测试结果
通过上述实验可得，对于经过冷热循环实验的实验样品介电强度与没有经过冷热循环实验的样品介电强度相比，实验样品在经过冷热循环处理之后，介电强度有所降低，根据实验结果考虑到介电强度的降低能与芳纶纤维与环氧树脂的浸渍效果有关。结合实验结果显示经过冷热循环后的样品绝缘强度仍旧处于 8.5～10k V/mm 之间，这与实验样品刚开始厂家提供的数据相同[3]。
2.2同种绝缘结构不同绝缘材料的电气性能比较
本次试验样品主要以玻璃纤维-聚酯浸渍绝缘拉杆以及芳纶-聚酯浸渍绝缘拉杆为主，在相同的实验条件下，对不同材料的绝缘拉杆进行电气性能的测试。最终结果如下图所示。
通过上述表格可以得知，不同材料的介电强度有所不同，但是相差程度不大，经过冷热循环处理后的绝缘拉杆，很难经历完整的雷电冲击实验，通过两者不同材料之间的比较，发现玻璃纤维的绝缘拉杆自身电气性能更加优越。
结语：综上所述，通过对绝缘拉杆的实验结果显示，从材料性能来看，不同材料的绝缘拉杆介电强度差别不大，但是相同结构的材料在经过冷热循环处理之后，玻璃纤维材质的相较于芳纶纤维的绝缘性能更加。综合所有实验结果来看，芳纶纤维的绝缘拉杆，自身具有质量轻、机械强度高等特点，但是由于其制造过程较为复杂，不同生产厂家的工艺水平差距过大，因此，相关采购人员在对绝缘拉杆进行采购时时，应该充分考虑绝缘材料的自身性能，对材料结构进行谨慎选择，确保绝缘拉杆的使用寿命以及使用性能都能够完美符合相干要求。
参考文献：
[1]杨春月, 李要锋, 张凯. 420kV GIS隔离开关绝缘拉杆放电问题分析[J]. 内燃机与配件, 2018, No.267(15):157-158.
[2]杨威, 张卓, 尹立. 550kV GIS隔离开关用芳纶绝缘拉杆的制备与性能研究[J]. 绝缘材料, 2017(03):33-36.
[3]李锋. GIS隔离开关机构电动机故障分析[J]. 电气时代, 2018(1):85-87.
论文作者:杨忠孝
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/27
标签：拉杆论文; 冷热论文; 性能论文; 样品论文; 对其论文; 聚酯论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第35期论文;