SF_(6)直流穿墙套管金属微粒产生过程模拟及沿面闪络特性研究

穿墙套管是特高压直流输电工程中不可替代的关键装备。在SF_(6)气体绝缘直流穿墙套管内,部件间的相互摩擦会产生大量金属微粒,这是引发其内绝缘失效的主要原因之一。因此,研究金属微粒的产生过程和形貌特征,进而研究其对闪络的影响具有重要意义。该文计算某特高压工程中昼夜温差与风致振动工况下触指的振动幅值和频率,开展触指磨损实验,基于磨损产物进行金属微粒吸附实验以及闪络电压测量实验。结果表明:脉动风作用下的触指磨损程度较大,是金属微粒的主要来源;在粘着磨损以及磨粒磨损的耦合作用下,产生的微粒基本处于微米级,材料包括铝、银、锌和铜,大微粒多为片状,小微粒多为椭球状;在库仑力的作用下,微粒主要在绝缘支柱法向电场较大的表面吸附;附着微米级金属微粒可以使得环氧闪络电压下降20%。该研究结果可为金属微粒对绝缘特性影响的研究提供选型参考。

直流套管中自由金属微粒运动特性分析

近年来在多起直流套管故障中,均在套管内部发现直径分布在数微米至数十微米间的金属微粒,金属微粒在套管内部附着与运动对套管内部电场分布及套管的安全稳定运行具有重要的影响。对故障套管内部存在的金属微粒分布位置与形态进行了分析,并建立了不同尺寸、不同分布模式下自由金属微粒的运动模型,用于计算微粒的起始运动场强。搭建微粒试验平台,结合套管实际运行状态分析微粒运动特性,对微粒运动模型进行验证。结果表明,直流套管内自由金属微粒将在电场作用下发生运动,且起始运动场强与微粒直径、微粒分布宽度、微粒分布厚度等因素密切相关。研究结果可用于直流套管的结构优化设计,在学术与工程应用上均值得进一步研究。