绝缘子气隙缺陷下的局部放电发展过程研究

研究了气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear, GIS)内部绝缘子气隙缺陷局部放电(partial discharge, PD)发展过程,分析了不同发展阶段的特高频(ultra high frequency, UHF)PD信号φ-u散点图和φ-n谱图变化规律,提出了9个特征参量。研究发现:正负半周放电次数、大小具有相同的变化规律,正负半周最大放电脉冲幅值、等值累积放电量和放电信号熵特征呈指数增长趋势,相邻放电脉冲平均时间间隔呈现近似指数衰减趋势。负半周相邻放电脉冲时间间隔总是大于正半周,并且两者差异性随着PD的发展逐渐缩小。相邻放电脉冲最大时间间隔随放电发展逐渐减小。最后,本文结合PD发展物理微观过程,分析了各特征量出现相关变化规律的物理机制。

气隙缺陷下不同局部放电强度的SF_6分解特性

为掌握SF6绝缘气体在气隙绝缘缺陷下产生不同强度局部放电引起的分解特性,作者用构建的气隙绝缘缺陷物理模型在SF6分解实验平台上,分别对不同外施电压大小下的SF6进行了96 h局部放电分解实验,采用气相色谱法对分解组分进行定量检测与分析,结果表明,SF6在局部放电下均会产生CF4、CO2、SO2F2和SOF2这4种稳定的分解组分,CF4含量最少,SO2F2含量少于SOF2。局部放电强弱对4种组分含量变化及增长率的影响有所不同,且CF4/CO2、SOF2/SO2F2和(SOF2+SO2F2)/(CO2+CF4)3组分解组分比值也与局部放电强弱有着一定的关系,可以利用CF4、SO2F2和SOF2的含量变化与增长速率以及组分比值范围作为判断局部放电强弱的特征量。

气隙缺陷局部放电下空气分解组分特性研究

为探索一种新的开关柜局部放电(PD)检测方法——气体分析法,笔者对不同PD强度下空气分解组分特性进行了相应的模拟实验研究。利用构建的气隙绝缘缺陷模型在研制的PD分解实验平台上对空气进行24 h PD分解实验,并研究了气体分解组分、体积分数、产气速率与放电量的关联特性。实验结果表明,因气隙绝缘缺陷产生的PD导致空气分解为CO、NO、NO2、O3等组分,且各组分的体积分数增长特性有明显差异。CO和NO2气体的体积分数随工频周期内平均放电量QP的增加均呈现"线性—饱和"的增长趋势,NO2先于CO出现饱和且饱和度要低于CO。在较低PD强度下CO的产气速率与QP表现近似线性的关联性。

GIS内部气隙缺陷局部放电特征的试验研究

封闭式气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)绝缘故障的前期表现为击穿前的局部放电,对此,构建了以PDchecke(r基于局部放电电流脉冲波形的局放检测仪)为核心的GIS局部放电检测系统,设计制作了GIS内部气隙缺陷的试验模型。使用脉冲电流法检测了不同发展阶段的局部放电信号。试验结果表明:气隙缺陷的局部放电具有电压相关性,即随着电压的升高,PRPD谱图中放电的幅值及放电相位会发生改变、最大放电量会在电压增加到30 kV时急剧增加,相邻2次放电的时间间隔会缩短。放电信号各自具有独特的特征,表现在PRPD(基于相位的局放分析)谱图、Qmax(最大放电量)等各个方面,PRPD谱图等参数的变化特征可以作为GIS局部放电发展程度划分的依据。

交直流叠加电压作用下油纸绝缘内部气隙放电发展过程

绝缘气隙的存在会加速换流变压器油纸绝缘的老化,不同于交流变压器,换流变压器内部绝缘长期处于交直流叠加电压的共同作用,放电现象有明显区别。该文搭建了一套交直流叠加电压作用下油纸绝缘局部放电检测试验平台,对油纸绝缘内部气隙放电过程进行长期监测,根据局部放电特征变化规律将局部放电过程归纳为3个阶段,总结了各阶段局部放电的统计特征,与交流电压单独作用时的气隙放电特征进行了对比。研究结果表明:交流与正极性直流电压共同作用下油纸绝缘气隙放电起始于交流负半周期,随着时间的发展,放电相位逐渐变宽,并且正半周期放电从无到有,放电重复率逐渐增加。交直流叠加电压作用下的放电特征与交流单独作用时的放电特征不同,不能简单将交流时的诊断依据应用于交直流叠加电压情况下。