特高压气体绝缘输电设备载流连接结构过热腐蚀特性

在特高压气体绝缘输电设备运行过程中,触指载流连接结构处容易因安装不当、载流不均而产生过热温度,加剧接触劣化,引发过热性故障。以气体绝缘设备中表带触指为研究对象,通过电热计算及红外温谱,确定触指过热范围,开展触指在SF_(6)、N_(2)、氮氧混合3种气氛下的过热腐蚀实验。利用扫描电镜、能谱分析对触指的接触形貌、腐蚀产物进行分析。结果表明,短时和长时大电流条件对接触电阻的影响相反。在铝电极组合和加速腐蚀48h内,3种气氛差异明显,纯氮气下接触电阻最低。在掺杂氧气、纯SF_(6)下接触电阻呈现波动、增长、稳定3个阶段,电阻最大值比氮气条件增长约14%。触指过热劣化机制主要为镀层高温剥落,基体暴露生成腐蚀产物。其表面氧、氟元素占比高,集中于触点。纯SF_(6)下触点及边缘腐蚀严重,铜银分界区存在明显的CuF、CuF_(2),与故障套管中触指表面形貌及产物较为相似,表明模拟实验的有效性。该研究可为气体绝缘输电设备中触指结构过热劣化分析提供依据。

高压气体绝缘输电设备用功能梯度材料研究进展

环氧树脂绝缘子作为高压气体绝缘输电设备的关键部件,其沿面电场分布的均匀度直接影响整个设备乃至电力系统的绝缘水平。为此在传统功能梯度绝缘子研究基础上,提出利用表层功能梯度材料(surface functionally gradedmaterials,SFGM)绝缘子来调控气固界面电场分布,达到提升气固绝缘系统耐电强度的目的。首先对FGM绝缘子的经典制备工艺(如离心法、3D打印和柔性浇注)及其电场调控效果进行简要汇总,然后重点介绍了应用于交直流系统的SFGM绝缘子的工作原理、制备工艺和电场调控效果。利用梯度磁控溅射、梯度氟化、涂覆和离心的手段在绝缘子表层构造介电参数梯度分布,相比于FGM绝缘子,SFGM绝缘子无需改变绝缘子原有的生产工艺和机械性能,方便构造任意表层介电梯度分布。在未来特高压输电工程中,SFGM绝缘子可以进一步提高气体绝缘输电设备的可靠性,且实现推广应用所需的成本更低。