气体绝缘传输线的近期发展动向

对气体绝缘传输线(GIL)与传统输电线路的各项技术经济指标进行了比对,简述了GIL的铺设方式;特别论述了GIL中低SF6含量N2/SF6混合气体绝缘方式的采用,以及GIL设计及运行过程中的若干问题的分析和解答;最后综述了国内外GIL的现状。

SF6及SF6/N2中分解气体在气体绝缘传输管道内的扩散特性计算

为明确气体绝缘传输线或称气体绝缘输电管道(GIL)内分解气体的扩散过程及其对化学检测法的影响,基于Fick定律和Fuller-Schettler-Giddings(FSG)方程建立GIL内分解气体在SF6及SF6/N2中的扩散模型。利用密度泛函理论(DFT)和范德华表面分析,得到了分子扩散体积Vd的预测方法。通过有限元法(FEM)对不同温度T、压力p及SF6混合比φSF6下的扩散过程进行计算,并结合理论分析及多元非线性拟合,得到八种主要特征分解气体浓度的时域和空间预测模型。结果表明,分解气体的扩散主要与扩散系数DG有关,T、p以及φSF6对于扩散过程的影响也主要体现在扩散系数上,且温度对扩散系数的影响要小于压力p和SF6混合比φSF6。各分解气体浓度cG随距离的增加呈指数衰减,随时间的增加呈指数增长。扩散过程会使检测处和缺陷源头处间的cG产生差异,从而影响化学检测法的准确性。此外,在扩散作用下,各类特征气体在绝缘诊断中的权重也会发生改变。

应用于直流GIL中低混合比c-C4F8/N2混合气体的绝缘特性

目前GIL中使用的气体绝缘介质均为SF6气体。SF6气体虽然具有优异的电气性能,但是全球变暖潜能值（GWP）极高,因此迫切需要找到能够替代SF6的绝缘气体。文中以混合比k（c-C4F8在混合气体中的体积分数）低于20%的c-C4F8/N2混合气体为主要研究对象,通过调节气压（0.1～0.65 MPa）和气隙间距（1～7 mm）测量了不同混合比k下混合气体的击穿电压和闪络电压,并与纯SF6气体的击穿电压和闪络电压进行了对比分析。试验结果表明：c-C4F8与N2呈协同效应关系;k=20%时,混合气体绝缘击穿强度约为纯SF6气体的0.6倍,绝缘闪络强度约为纯SF6气体的0.7倍,2 h耐受电压比短时闪络电压降低了5%～10%;通过提高c-C4F8/N2混合气体的气体压强或增大绝缘距离可以实现替代SF6的目的。考虑到c-C4F8在放电中的碳析出问题,应避免混合气体用于频繁放电的设备中。

750kVGIS变电站雷电侵入波过电压的研究

为使模拟计算结果更接近实际,需要研究雷电侵入波过电压计算模型的误差及影响因素,基于输电线路的伏库特性,用简单的电路模型模拟输电线路电晕特性,建立了集中电感、单波阻和多波阻3种杆塔模型;研究了电晕效应对雷电过电压及杆塔模型对变电站雷电侵入波过电压计算结果的影响。利用EMTP计算雷击塔顶和绕击输电线路2种雷击方式下750kVGIS变电站内断路器、电流互感器及变压器等设备雷电侵入波过电压的结果表明,冲击电晕使雷电侵入波产生很大的衰减和变形,和不考虑电晕所得过电压幅值相差约5%;3种杆塔模型算得的结果相差近10%;GIS出线方式等其它因素对过电压值也有较大的影响。