电极表面粗糙程度对环保型绝缘气体C6F12O/CO2工频击穿电压的影响

由于电力工业排放SF6的温室效应已不容忽视,环保型绝缘气体C6F12O在中低压开关柜中具有替代SF6的潜力。为了探索设备内金属导体表面粗糙程度对C6F12O/CO2气体工频击穿电压的影响规律,通过实验对比研究不同气压、不同体积分数的C6F12O/CO2与SF6和CO2在不同电极表面粗糙程度时的工频击穿特性,以探究C6F12O/CO2混合气体绝缘特性对金属表面粗糙程度和气压的协同敏感度。结果表明:C6F12O/CO2混合气体的绝缘强度与金属电极表面粗糙程度关系较大,但相比于SF6,其对金属电极表面粗糙程度的敏感度更小;金属电极表面粗糙程度对C6F12O/CO2混合气体工频击穿电压的影响随着气压的增大而不断增强。

外电场作用下环保型绝缘气体C5F10O分子的结构与激发态

在设备安装过程中,划痕、金属微粒等原因会导致设备内局部微观外电场增强,为了探索外电场对环保型绝缘气体C 5F 10 O分子的结构与激发态规律的影响,采用B3LYP密度泛函方法,在三重zeta极化(triple-zeta polarization,TZP)的基组水平上对C 5F 10 O分子在不同外电场强度下的特性进行了分析,计算了基态的分子结构、原子电荷布居、偶极矩、分子总能量,利用含时密度泛函理论(time dependent density functional theory,TD-DFT)方法研究了不同外电场强度下C 5F 10 O分子的前线轨道能量、激发态能、激发态波长、振子强度。结果表明分子的基态和激发态性质与外电场呈依赖关系,外电场增强会致使C 5F 10 O气体分子更加容易电离,为放电的发展提供了极为有利的条件,C 5F 10 O气体分子击穿电压会不断降低。

基于电场优化的主变中性点避雷器试验辅助屏蔽装置

为避免绝缘损坏,变压器中性点避雷器会定期进行直流泄漏试验。在该试验前,操作人员需登高拆卸放电间隙或者在放电间隙间放置绝缘介质,传统操作方法有一定的危险性且效率较低。为解决此问题,设计了一种基于电场分布优化的新型主变中性点避雷器高压试验辅助屏蔽装置,即在放电间隙中间加设复合板作为屏蔽装置,增加间隙的击穿场强,改善间隙间电场分布。采用Ansys Workbench软件仿真计算,探究有、无安装屏蔽装置的放电间隙的电场分布区别。其中放电间隙电极均采用铜材料,屏蔽装置安装于放电间隙中,与电极接触的板为铝板,与铝板复合的板为聚乙烯板。棒—棒电极距离为110 mm,仿真时分别对避雷器侧的电极施加+110 kV与-110 kV电压。无屏蔽装置时,间隙局部电场最大场强可达4.220 kV/mm;加装屏蔽装置,在铝板厚度为3 mm的情况下,对不同厚度和直径的复合板进行仿真,得到复合板最佳尺寸为直径250 mm,聚乙烯板厚度4 mm。为避免在放电环境下长期使用屏蔽装置发生板周老化,在其周围加装一圈50 mm的均压环,并在接地端电极尖端加装同样大小和厚度的聚乙烯板,可有效抑制屏蔽装置周围的场强至1.6 kV/mm。仿真结果表明,该装置可以有效地优化间隙间的电场分布,避免间隙被击穿,保证直流泄漏试验结果的准确性。同时,该装置还设计增加了绝缘杆,并在绝缘杆中设有让试验线穿过的通孔。将试验线与升压装置连接,从绝缘杆通孔中穿过再进行加压,防止在加压过程中试验线对变压器外壳以及周围金属架构放电。整套装置不仅能避免操作人员登高操作,保障操作人员与设备的安全,也提高了试验的效率与准确性,因此在电力系统中有着广泛的应用前景。