VFTO 的危害波前很陡,幅值很高的 VFTO 可能损害
三类设备绝缘:(1)GIS 本体;(2)带绕组
的设备,如变压器;(3)二次设备。
对于特高压GIS变电所,此问题更加突
中国电机工程学会高压专委会 2007 年学术年会论文集
出。因为系统额定电压愈高,设备的雷电冲
击耐受电压LIWV与系统额定电压Un之比就
愈低。
1000kVGIS 变电所和 500kVGIS 变电所
相比,额定电压增加 1 倍,其 VFTO 的相对
值基本相同,VFTO 绝对值随额定电压正比
增加 1 倍。但是 1000kVGIS 设备的 绝缘水
平(LIWV)仅比 500kVGIS 的增加了 55%,
没有成比例增加。所以对于特高压 GIS,
VFTO 的危害性比 500kV GIS 的要大。
国内外均发生过 VFTO 损坏 420kV 以上
的 GIS 设备和变压器以及二次设备的事故。
VFTO 的波前很陡,在变压器绕组中电
压分布极不均匀。特高压引入处的起始部分
绕组匝间产生很高的电压降,容易导致匝间
绝缘破坏。
由于晋东南 1000kV 变压器是经过架空
线和 GIS 套管相连接,中间距离较远,其
VFTO 衰减较快,对变压器并不构成威胁。
本研究的重点是 VFTO 对 GIS 本体的危
害。
目前 IEC 绝缘配合标准中尚未确定
VFTO 试验的典型波形。一般认为 VFTO 可
与 LIWV(雷电冲击耐受电压)进行比较。
GIS 的 LIWV 为 2400kV ,考虑 15%的安全裕
度,VFTO不宜超过2087 kV,相当于2.32p.u.。
对于变压器,VFTO 主要危害其匝间绝
缘。在匝间绝缘上 VFTO 的分布和大小,与
VFTO 的频率和变压器内部绕组结构布置有
关。目前,厂家未给出变压器内部结构布置
和变压器匝间绝缘水平。厂家希望通过研究
能给出变压器高压端的 VFTO 幅值和波形,
由他们来确定变压器匝间的 VFTO 大小及绝
缘安全裕度。对于频率不很高的“VFTO”,
例如,和雷电过电压的频率相近的“VFTO”
(实际上,称它为隔离开关操作过电压更合
适),也可以把 VFTO 与 LIWV 进行比较。
对于 GIS 设备,IEC 绝缘配合标准
IEC60071-2 认为其绝缘安全裕度应更大些
[4],取 20%。考虑 VFTO 波前时间比雷电冲
击波的更短,GIS 绝缘的耐受电压稍有提高。
所以 VFTO 与 LIWV 比较时安全裕度取 15%