冲击电压下气体绝缘开关设备悬浮缺陷放电特征

为探索冲击电压下气体绝缘开关设备(GIS)悬浮缺陷局部放电检测的有效性及灵敏性,搭建了冲击电压下局部放电试验平台,测量了悬浮缺陷在非振荡冲击波(标准雷电波、标准操作波)、振荡冲击波(振荡操作波)和工频电压下的局部放电信号,提取并分析了悬浮缺陷在不同类型冲击电压波下的局部放电特征谱图,比较了冲击电压波形和工频电压对悬浮缺陷检测的灵敏性。研究结果表明,在非振荡冲击波和振荡冲击波作用下,悬浮缺陷放电稳定、重复性好,冲击电压波对悬浮缺陷的局部放电检测较有效;在不同试验阶段内,振荡冲击电压下的q-?散点图及N-?柱状图以及非振荡冲击电压下的q-Δt/Δu散点图和N-Δt/Δu柱状图的形貌特征差别较大,可作为表征GIS悬浮缺陷放电类型及放电严重程度的特征谱图;在三种冲击电压波形中,振荡操作冲击电压波形对缺陷检测灵敏度最高,是工频电压下悬浮缺陷局部放电起始电压的1.3倍。

悬浮缺陷模型局部放电发展过程中分解产物的特征

悬浮放电是GIS的典型缺陷之一。通过对GIS设备局部放电的检测和分析,可实现设备状态评估和故障诊断。文中利用脉冲电流法和分解物检测法,研究了间断恒压法下GIS悬浮缺陷模型局部放电发展过程及其分解产物的特征,并在局部放电已产生分解物的前提下,探究了各分解气体的扩散特征。实验结果表明:局部放电放电特征量不因外施电压间断而发生改变;局部放电发展中SF_6气体水分体积分数呈增长趋势,仅用SF_6气体微水含量偏高来推测GIS设备受潮存在一定局限;若分解物检测试验中只检测到SO_2气体,则GIS设备可能存在放电程度较严重的悬浮放电缺陷,因此SO_2气体可用于判断悬浮放电发生与否;CO气体扩散速度较快,可作为判断设备故障严重程度的特征气体。

悬浮电极缺陷不同局部放电强度下的C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体分解特性研究

C_(6)F_(12)O是一种具有潜力的SF6替代气体,为了探究C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体在悬浮电极缺陷不同局部放电强度下的分解特性,搭建了局部放电分解实验平台,在不同外施电压下对C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体进行96 h局部放电分解实验,利用气相色谱法对分解组分进行定量分析,对分解组分含量、产气速率、特征气体比值与局部放电强度的关系分别进行了研究。结果表明:4种典型产物(CF_(4)、C_(2)F_(6)、C_(3)F_(8)、C_(3)F_(7)H)浓度、产气速率的变化规律上存在差异,可选择作为判断局部放电强度的特征组分;特征组分浓度关系为c(CF_(4))>c(C_(2)F_(6))≈c(C_(3)F_(8))>c(C_(3)F_(7)H),产气速率关系与之相类似;特征组分浓度随放电强度增加呈“线性-饱和”的增长关系;初步认为可以利用c(CF_(4))/c(C_(3)F_(7)H)作为辅助依据,c(CF_(4)+C_(2)F_(6)+C_(3)F_(8))^(2)/c(C_(3)F_(7)H)^(2)作为主要依据,结合组分浓度以及产气速率,可以进一步判断PD强度和缺陷严重程度,研究结果为找出适用于C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体绝缘设备的运维监测手段提供了参考。

涉及绝缘材料的悬浮电位缺陷下的SF6分解特性

为了探究SF6气体在悬浮电位缺陷下的分解特性，构建了SF6分解实验平台及悬浮电位缺陷模型，分别在不同外施电压以及气压下进行了放电分解实验。结果表明，该缺陷类型下的主要典型分解产物包括S02F2、SOF2、C02、S024种，其产气速率由高到低依次为：CO2、SOF2、SO2F2和SO2，且其体积分数妒的变化规律受到放电量及其充装气压的影响。φ（SOF2＋S02）／φ（S02F2）和φ（SOF2＋S02＋S02F2）／φ（C02）随加压时间表现出较好的稳定性。因此，可以利用几种典型产物的体积分数变化规律及浓度比值作为判断局部放电强度及缺陷类型的特征量。

固定悬浮体的放电现象及机制

研究了两种悬浮导体方式对空气中局部放电现象的影响。板-尖-板悬浮放电方式发现放电来自悬浮针尖且有极性效应,来自针尖的正电晕电流大,负电晕电流小,但放电均发生在电压上升段;其主要机制是前次放电发生后在悬浮针上积累的电荷抑制随后的放电,但会触发电压反转后的放电,这类似于介质阻挡放电壁电荷作用。尖-尖-板悬浮放电方式发现容易出现局部击穿且极性效应不明显,但放电也发生在电压上升段,其主要机制也类似介质阻挡放电壁电荷作用。实验结果表明,悬浮针尖积累电荷的大小和极性是决定悬浮放电的关键因素,也说明这些电荷在半周期内的泄漏程度会影响后续放电。

基于常规和宽带脉冲电流法的高压XLPE电缆模拟缺陷试验研究

由于结构、施工等原因,电缆附件中出现局部放电的概率较大,为了研究高压电缆附件中缺陷致局部放电的发展过程,搭建了基于110 kV真实XLPE电缆的模拟缺陷试验平台,在电缆终端制作了悬浮和滑闪两种放电模型。研究结果表明:悬浮模型单周期放电次数少、放电模式单一,随着电压的增加,悬浮模型的放电量会出现增长的趋势;滑闪模型单周期放电次数多,放电模式不唯一,随着电压的增加,滑闪模型的放电量增加不明显。