[发明专利]一种用于特高压交直流气体绝缘金属封闭输电线路试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及高电压输电线路与绝缘技术领域，具体涉及一种用于特高压交直流气体绝缘 金属封闭输电线路试验装置。

背景技术

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL：Gas Insulated Metal Enclosed Transmission Line)作为一 种采用SF6气体或SF6和N2混合气体绝缘、外壳与导杆同轴布置的新型输电线路，具有输电容 量大、占地少、可靠性高、免维护、寿命长、与环境相互影响小等优点。该技术的研发始于 20世纪60年代，目的是实现与架空输电线路输电容量相当的地下输电线路。美国CGIT Systems. Inc.公司的前身High Voltage Power Corporation公司1972年在美国新泽西州Hudson电厂安装了 世界上首个GIL，迄今仍在可靠运行。

高压输电线的绝大多数段落采用架空线路形式，但由于变电站(包括换流站)位置、线路 沿途地形、线路用地等方面的原因，对输电线路走廊选取、设计也提出了更高的要求。GIL 技术上的优势，使其替代架空线路或高压电缆后可解决特殊气候、特殊环境和特殊地段的输 电线路架设问题，通过合理规划和设计，不仅可以大大减少系统造价，而且可以提高系统可 靠性。据IEEE/PES变电站委员会GIS(气体绝缘金属封闭组合电器)分委会2004年的统计，全 世界的73-1200kV气体绝缘输电线路总长约198km。截止目前为止，全世界范围内应用的GIL 都为交流GIL，尚未见直流GIL的应用报道，特高压交流GIL也只有美国CGIT Systems.Inc.公 司有成型的产品。近年来，特高压交流和特高压直流输电工程的迅速发展，对特高压交流和 特高压直流GIL的应用提出了要求。为合理设计特高压交直流GIL的绝缘尺寸，优化绝缘子的 外形和结构参数，并对设计的特高压交流和特高压直流GIL线路进行高电压和大电流下的带 电考核，需要研制出可以用于特高压交直流GIL单元段高电压和大电流带电考核、特高压交 直流下GIL大尺寸同轴圆柱SF6间隙绝缘特性试验、以及特高压交直流GIL用绝缘子闪络特性 试验的装置。

为研究SF₆气体绝缘特性和设计绝缘性能优异的交直流气体绝缘金属封闭组合电器 (GIS：Gas Insulated Switchgear)和交流GIL，国内外多家相关研究机构和电力公司设计了 用于SF₆气体绝缘试验的容器或装置，但这些试验装置或容器都存在不足之处，无法满足特 高压交直流GIL的带电考核和相关试验研究的需要。如德国慕尼黑大学W.Boeck研究小组设 计的直径2m，长5m的大型立式SF₆气体绝缘试验容器，总体积为17m³，该装置只能进行 GIL相关电极间隙和绝缘子的试验研究，无法与GIL单元段对接进行带电考核。日本关西电 力公司则直接采用未改进的GIS母线段进行GIL和GIS用绝缘子闪络特性试验，但该装置采 用一端引入高电压的结构，无法对GIL单元段进行大电流的考核。美国麻省理工技术学院的 研究者设计了同轴水平放置的SF₆绝缘试验装置，可以进行同轴圆柱SF₆气体间隙绝缘特性 试验，但无法安放盆式绝缘子并进行相关试验；由于该装置采用静电加速器产生直流高压的 形式，虽然能对特高压直流GIL单元段高电压下的带电考核，但无法对特高压交流GIL单元 段进行高电压下的带电考核，同时该装置一端引入高电压的结构，也无法对特高压交直流GIL 单元段进行大电流的考核。申请号为200810112990.2的中国发明专利公开了一种用于直流气 体绝缘金属封闭输电线路(GIL)的试验研究装置，该装置可以用于SF6气体间隙绝缘特性、 绝缘子沿面闪络特性、以及金属导电微粒试验，同样这种一端引入高电压的结构无法进行GIL 单元段的电流考核，且由于装置尺寸小，高压套管能够耐受的电压等级低，无法进行特高压 交直流下大尺寸同轴圆柱SF6气体间隙和特高压交直流GIL用绝缘子的试验研究。