换流站±800 kV直流穿墙套管回路电阻异常

潘凯，周禹，吴德贯，李红元，夏辉

(超高压输电公司检修试验中心，昆明 650000)

换流站±800 kV直流穿墙套管回路电阻异常

潘凯，周禹，吴德贯，李红元，夏辉

(超高压输电公司检修试验中心，昆明 650000)

介绍某换流站高端阀厅±800 kV直流穿墙套管预防性试验时发现套管回路电阻异常，这将会给设备正常运行带来风险。本文通过介绍设备情况、试验数据、返厂解体情况，初步分析得出了安装和装配过程不严谨、运行过程中受到机械外力、长时间大负荷运行产生氧化层等是导致回路电阻异常的三种主要原因，从而提出了后续的运行和维护措施。

直流穿墙套管；回路电阻；分析

0 前言

特高压直流输电是解决高电压、大容量、远距离送电、电网互联的重要手段和优化能源配置的有效途径，满足国民经济和社会发展的重大需求。特高压直流穿墙套管作为换流站阀厅和直流场的连接设备，是特高压直流输电的关键设备之一，维护好该设备对于电网安全稳定运行极为重要。该换流站采用德国HSP 800 kV分段式直流穿墙套管，套管内部导体连接处发生异常会给设备运行带来风险，对整支套管进行回路电阻测试可以为判断导体连接处是否存在缺陷提供重要依据。

在开展该换流站高端阀厅800 kV直流穿墙套管回路电阻试验时，试验人员选取不同测试点测量回路电阻，测试数据均与出厂值存在较大偏差，数据异常。分析该套管回路电阻测试数据异常原因，了解该套管实际工况，对后续穿墙套管运维具有重要意义。

1 套管设备基本信息

1.1 设备结构

图1 800 kV直流穿墙套管结构图

该套管为干式充 SF6电容式套管，由两段SF6充气套管通过SF6充气腔连接组成，SF6充气腔同时也构成了套管法兰，套管结构如图1所示。套管的内部主绝缘体为胶浸纸，由真空下浸渍了环氧树脂的特殊纸及起均压作用的铝薄膜构成。导流管的法兰端为插头式连接，插头式连接装置采用均压环屏蔽。内部电极起均匀套管外部电压分布的作用。套管采用复合绝缘子外套，复合绝缘子外套由玻璃纤维增强环氧树脂管和直接固化在该树脂管表面的硅橡胶伞群组成，法兰腔采用特殊技术与环氧树脂管紧密连接，套管法兰腔通过螺杆连接。在套管的高压接线端，复合绝缘子管采用盖板封闭，同时起着密封、固定外部连接螺栓并固定外部均压环的作用。

2 套管试验数据

进行回路电阻测试时，阀厅侧套管端部的地刀打开，直流场侧地刀闭合，在阀厅侧套管端部与阀厅地网之间加入电流源，电流通过套管-直流线路-直流场侧地刀-站内地网-电流源构成回路，接线如图2所示。

图2 测试回路示意图

测试人员在阀厅内外两侧套管端部各选取了导杆、均压环连片、导杆螺丝3个电压测试线的接线点进行测试，经比较发现阀厅内外均选取均压环连片时回路电阻值最小。测试点接线分别如图3所示。

通过对比近期回路电阻测试正常套管的红外测温图和回路电阻测试异常套管的红外测温图，无明显区别。但套管阀厅内外连接的法兰腔处温度较其他部位温度高，应长期观测温度变化情况。

此次该800 kV穿墙套管预防性试验除新添加的回路电阻测试值较出厂值变化较大 (变化率127.68%，测试回阻值取最小值255 μΩ)，该套管所有常规预防性试验 (试验规程中要求)结果均满足相关预防性试验规程的要求。

3 套管解体情况

针对回路电阻过大可能会引发的电网风险，运行单位组织召开专家会后决定更换套管。被更换的异常套管返厂进行穿墙套管法兰接地外壳连接部分的解体，解体的位置如图3所示。

在中间连接位置将套管打开后，发现该穿墙套管法兰内壁和均压环内外表面均有明显的金属光泽，阀厅内部分的导电杆内壁与表带接触部分有明显压痕，并发现少量刮痕，无放电灼烧痕迹。

图3 解体位置示意图

户外套管法兰区域均压环和法兰金属腔内壁均有金属光泽，中间连接导杆的触指部分由灰黑色附着物，连接导杆的外表面有碰刮伤痕迹，拔掉连接导电杆，在户外导电杆内壁发现明显磕碰痕迹和不均匀压痕。

中间连接导杆两端各有4个表带触指安放在槽内，连接导杆被取下后，表带触指与连接导杆接触较松，可以转动，连接导杆一端的4个表带触指，中间两个表带触指在运行中受力最大，在连接导杆上产生了压痕，4个表带触指受力并不均匀，表带触指有较浅的变色，无明显过热点。

4 套管回路电阻异常原因

1)该类穿墙套管为分段式结构，阀厅内和直流场侧两部分在安装连接时工艺不严谨或套管端部导体与套管内部导杆连接松动，导致套管回路电阻增大。

2)拆除均压罩后，在户内外导电杆的内径侧对应表带触指部分处有明显压痕，且压痕存在深浅不一现象，此现象可能由于长时间运行中受各种机械外力 (自身重力、外部载荷、温差引起的热胀冷缩、振动、风力等因素)引起接触状态不稳定所致，导致套管回路电阻增大。

3)套管长期满负荷运行在较高的温度下，使得导体本身及与导体连接的各部位氧化层变厚，导致套管回路电阻增大。

5 该类套管后续运行维护措施

1)加强该类套管红外巡视，若在负荷稳定和负荷减小时仍出现温度升高的情况，应引起注意。

2)分段连接结构的套管增加直流电阻测试试验项目。

3)对该类穿墙套管缩短SF6气体分解物和湿度测试试验周期，分析数据变化趋势，及时掌握套管运行情况。

4)通过对套管中间搭接结构尺寸的测量数据，依托科技项目对套管的机械力、温度场和电场进行理论仿真计算和模拟试验，找出设计缺陷，提出更科学的改进措施。

5)对现场收集到的各种附着物样本进行检验，分析其成分、产生原因以及危害。

6 结束语

通过对某换流站高端阀厅±800 kV直流穿墙套管试验数据和解体情况进行分析，得出该套管回路电阻异常初步原因，提出后续措施，为该类套管设备的运行维护提供指导和借鉴。

[1] 尚春.特高压输电技术在南方电网的发展与应用 [J].高电压技术，2006，32(1).

[2] 刘鹏，金海云，石惠承，等.特高压直流套管用环氧树脂/皱纹纸复合绝缘体系介电性能的研究 [J].高压电器，2009，45(5).

[3] 潘国洪，朱华艳.±800 kV直流穿墙套管安装和现场试验关键技术研究 [J].高压电器，2013，49(2).

[4] 中国南方电网超高压输电公司.CSG/YGII/EC4.138HV_ OD_HSPE[M].广州：中国南方电网超高压输电公司，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

潘凯 (1989)，男，助理工程师，超高压输电公司检修试验中心，从事超 (特)高压直流输电试验研究工作 (e-mail) pk0131home＠163.com。

周禹 (1984)，男，助理工程师，超高压输电公司检修试验中心，从事超 (特)高压直流输电试验研究工作。

吴德贯 (1987)，男，助理工程师，超高压输电公司检修试验中心，从事超 (特)高压直流输电试验研究工作。