VFFO的全称是电力系统特快波前过电压。是指电力系统气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中隔离开关分合闸操作时,因触头间的多次重击穿产生的具有幅值高、波前陡、频率高和连续多次脉冲等特点的过电压。
简介GIS中隔离开关操作空载短母线时,由于触头运动速度较慢,造成隔离开关断口间隙多次重击穿,产生陡变的行波,在GIS波阻抗变化的节点发生多次折反射和叠加,形成特快波前过电电压电源侧电压压。主要频率为几兆赫至几十兆赫,最高频率可达100MHz。
分类隔离开关操作过程中发生的重击穿次数与操作速度有关,速度快,次数少,反之次数较多,重击穿次数一般为十几至几十次。根据VFFO在GIS中传播的路径和特点,VFFO可分为内部VFFO和外部VFFO两种1。
内部VFFOGIS中隔离开关操作时,在高压导体(杆)与外売之间产生的陡波前过电压。内部VFFO对GIS内部绝缘的影响与SF。气体在陡波作用下的绝缘耐受能力有关。陡波前过电压的波前时间以纳秒计,远小于标准雷电冲击波(lightning impulse.LI)的1.2μs,SF6气体在陡波前过电压作用下的绝缘性能还与电压极性有关。
对于良好的设备绝缘,SF6气体的放电电压随冲击电压波前时间减小而增加,VFFO绝缘耐受电压大于雷电冲击耐受电压( lightning impulse withstand voltage,L-IWV),且有一定的裕度。若设备存在缺陷(如表面突起、尖刺和悬浮颗粒等),SF6气体的放电电压会降低,VFFO绝缘耐受电压小于LIWV,甚至低于LI放电电压。随着电压等级提高,GlS设备的LIWV与VFFO间的裕度减小,特高压系统尤为突出,通过对提高LIWV和降低VFFO进行经济技术比较,中国特高压交流试验示范工程的VFFO配合系数取1.15。
陡波前过电压除了威胁GIS内部绝缘外,由于电压波陡度极大,可造成连接在GIS母线上的带绕组设备(如变压器)上电压分布极不均匀,从而损坏匝间绝缘。
外部VFFO内部VFFO传播时,由于在GIS外壳与电缆或架空线路的连接处(节点)的折反射,在外壳与外部引线连接处产生的瞬态壳体电位( transientenclosure voltage,TEV)和电磁干扰。外部VFFO危害与(GS壳体连接的二次设备绝缘,对电缆、保护控制等二次设备产生电磁干扰。
由于VFFO的幅值高、频率高和重击穿持续时间长,对试验时的测试技术提出了较高的要求:测量系统的分压比需达到106数量级,测量频率范围为准直流到100MHz,需完整记录10余个工频周期的电240压信号。在中国建立了特高压GIS设备VFFO试验回路,采用VFFO测量系统测到的VFFO波形。VFFO仿真计算时,通常考虑隔离开关在断口两侧电压为反相峰值时发生单次击穿的最严重情形。
为避免GIS在VFFO作用下绝缘强度的降低,应确保GIS内部电极和各零部件具有足够的加工精度并保持清洁,进行严格的出厂试验和现场雷电冲击波试验。研究表明,隔离开关带阻尼电阻可有效抑制VFFO,中国特高压交流试验示范工程采用了隔离开关带500Ω阻尼电阻抑制VFFO的方案1。
本词条内容贡献者为:
徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学VFFO
图文简介
VFFO的全称是电力系统特快波前过电压。是指电力系统气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中隔离开关分合闸操作时,因触头间的多次重击穿产生的具有幅值高、波前陡、频率高和连续多次脉冲等特点的过电压。
- 来源: 科普中国科学百科
- 上传时间:2019-06-18