关于换流站阀塔光纤放电问题的分析.pdf

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1、20上海电力2015年第3期关于换流站阀塔光纤放电问题的分析肖烨辉，倪汝冰(国网上海市电力公司检修公司，上海200063)摘要：南桥站光纤改造工程项目为我国首个长期运行后的高压直流换流站更换换流阀光纤的项目。在初次安装阶段对空间电磁感应造成的影响考虑不足，造成VBE柜内多点放电。提出通过优化光纤表面的处理配方及在线涂覆工艺，以解决光纤与护套的介电性能匹配问题，介绍了采取等电位铜板、阻燃海绵和VBE柜光纤固定夹板处接地措施后，运行情况良好，至今无任何放电和损坏发生。关键词：500kV南桥换流站；光纤；放电；绝缘中图分类号：TM407文献标志码：B0引言3放电原因分析2013年底，南桥换流站

2、对双极阀塔光纤及3．1南桥站换流阀结构光纤槽进行改造，在启动调试期间，发现光纤放葛南直流工程换流阀为±500kV悬吊式四电现象。光纤放电会导致光纤表皮灼伤损坏，重阀结构，采用光电转换的触发方式，阀塔顶部为严重时将导致换流阀晶闸管触发与回报信号传地电位，底部为高电位，每个四重阀都连接于交流输受阻，进而引起直流闭锁的严重故障。经过系统同一相上J。单相阀塔含有4个单阀，每个反复分析和多轮整改，现已基本消除了放电现单阀含有4个半层阀，单相阀塔共16个半层阀，象。分左右两列布置，共8个阀层，上下两个单阀之间的额定电压是125kV。1改造原因采用半导体漆涂层的阀塔光缆槽长期在高压谋。直流场强下性能会

3、劣化，在场强集中处会产生树枝状爬电。同时、由于早期工程设计中光纤及扎]带未按阻燃标准设计(均为可燃物)，爬电产生的I晶半闸层管阀·120小电弧会引燃光缆及扎带，烧断光纤导致阀触发)和回报脉冲丢失，最终导致直流闭锁。2改造内容为避免发生事故，确保葛南直流稳定运行，南桥站双极阀塔光纤及光纤槽进行改造。改造工作完成后，双极进入启动调试阶段，在做OLT试验时，发现VBE柜内有异常声响，当时直流电压升至100kV，进一步检查发现A、B、c三四重阀接线图相VBE柜内均存在放电现象。利用紫外成像仪图1四重阀接线图检查发现放电位置为VBE柜内光纤固定夹板处、阀塔采用光纤技术进行阀控和检测，具有较VBE柜

4、底部夹层光纤堆积处和阀控板卡端子处，高的隔离电压J。每相阀塔有4条光纤槽，其中放电数达到32700光子数／s。并且，通过对光纤2条短光纤槽内放置1至4层的光纤、2条长光纤槽内等电位点的抽查发现，阀塔光纤槽内的光纤槽内放置5至8层的光纤；每个半层阀有两个阀也存在放电。段，每个阀段有15只晶闸管串联组成，每个半层2015年第3期上海电力21阀的光纤从两个阀段的中横梁引出至层间光纤表1光纤材料对比表槽。每相阀塔中共用到4种光纤，分别是二进八新光纤新光纤原⋯光⋯纤直曩流工程出的触发光纤、八进八出的回检光纤、二进二出的光纤结构多芯多芯单芯单芯避雷器光纤和五进五出的漏水检测光纤。光纤表皮ETFE+E

5、TFEHYTREL3．2南桥站阀控系统结构添加剂绝缘强度79kV／mm79kV／mm约20kV／mm约35kV／mm换流阀控制系统主要有触发、监视和保护换燮篁丝!!流阀的功能，VBE实时接收极控系统下发的触发注：ETFE为四氟乙烯；HYTREL为热塑性聚酯弹性体命令，通过触发光纤传送触发信号给换流阀塔内根纤芯又有自己的内包层的单模光纤。因此，每的触发板(TE板)，TE板完成对晶闸管的触发，晶个芯都是一条光(纤)波导，即一根多芯光纤的功闸管的导通情况可由TE板通过回检光纤送回能相当于多根单芯光纤。这种光纤的明显优势是VBE柜，并转送至极控系统，从而完成整个触发生产成本较普通的光纤约低50％

6、。多芯单模光导通流程，如图2所示。纤的弯曲和微弯曲损耗特性良好，抗机械强度高，5OOl便于施工。单芯与多芯的电气性能无明显区别。J置jIjI岸2)第-~tL次新光纤表皮为杜邦公司的四氟Y·-·---·——一-一一●乙烯材料。杜邦公司的ETFE，也称四氟乙烯，其JljIj—-一特点是高绝缘强度。而聚氨酯为普通电缆采用的表皮材料。对比枫泾换流站的光纤采用聚氨酯+D一J‘一t_Jjt-I__j：3％的炭黑材料。根据查阅到的国内相关文献，炭oKVll黑与导电性关系如图3所示。IN~VBEl／lll阀监控设备TM卜＼’l’≮冒c：～l答极控PCP图2换流阀触发系统不葸图3．3改造前后设备材料对比本

7、次改造只换了光纤和光纤槽，采用目前新建直流工程中普遍使用的全绝缘阻燃型光纤槽代图3复合材料的体积电阻率随炭黑浓度变化曲线图替原半导体涂层光纤槽，全绝缘阻燃光纤代替易图3是复合材料的体积电阻率随炭黑浓度不燃光纤，并取消扎带。同而变化的曲线，可知随着炭黑填充含量的增加，原光纤和光纤槽在运行的二十余年里没有发复合材料的体积电阻率明显下降。但仅仅是增加生过此类放电现象，故因对改造前后变化的部件了导电粒子的浓度，从而导致隧道效应和场致发进行对