同轴圆柱SF_6气体间隙直流绝缘特性及其影响因素

同轴圆柱是直流SF6气体绝缘设备的基本结构,研制了不同间隙长度和不同气体压力下直流SF6气体绝缘特性基础研究平台,通过试验研究建立了长间隙同轴圆柱SF6间隙直流击穿电压计算模型,对影响间隙直流绝缘特性的表面粗糙度、金属导电微粒、电极表面积大小进行了试验研究和分析。由与直流气体绝缘设备的电场不均匀系数和表面粗糙相似的电极得出的击穿电压计算模型,可为SF6气体间隙绝缘优化提供依据。

SF6气体绝缘高压直流设备内部绝缘子用新型陶瓷材料特性探索

陶瓷材料具有高导热性、高机械强度,在SF6绝缘高压直流电气设备内具有一定应用潜力。该文探索了一种新型陶瓷材料的电导特性、表面电荷特性、机械特性及耐酸蚀性,并与工程用环氧树脂/Al2O3复合材料进行了对比,研究发现:室温、低场下陶瓷体积电阻率为4.5×1015W×m,且其温度依赖性较环氧复合材料低;正、负极性直流电压下,陶瓷表面均积聚正极性表面电荷,且最大电荷密度仅为0.21pC/mm2,较环氧复合材料低54%;此外,陶瓷材料表现出了较优的机械与耐酸蚀特性。基于材料物化结构的电导机理模型及温度梯度下支柱绝缘子的电场计算结果,进一步验证了陶瓷所具备的优异特性与巨大潜力。研究成果为提升SF6绝缘高压直流电气设备沿面绝缘性能提供了一种新的思路,为新型陶瓷材料的工程应用提供了理论基础。

气体绝缘开关设备中SF6气体分解产物检测与设备故障诊断的研究进展

气体绝缘设备中SF6气体分解产物检测为设备故障诊断提供了有效依据,笔者对SF6气体分解产物的检测技术、试验研究、数据建模及其在设备故障诊断应用等方面的国内外研究现状进行了综述,概要总结了国家电网公司近年来在SF6气体分解产物研究方面取得的新进展,提出了SF6气体分解产物相关方面仍需进一步研究的内容,结合设备状态评价的需求,以期得到设备故障诊断的SF6气体分解产物判据,直接指导气体绝缘设备的运行管理。

基于SF_6气体分解产物检测的气体绝缘开关设备状态监测

分析了SF6气体分解产物检测方法,开展了气体绝缘开关设备(GIS)设备分解产物带电检测,对检测结果进行了统计分析,得到了不同类型设备中的分解产物特性。统计分析结果表明,正常运行设备均未检测到SO2和H2S组分,50%以上的设备检测到CO组分但含量不超过20μL/L,互感器检测到CO组分概率稍高且含量较大。对检测到SO2组分的设备气室进行了跟踪检测,结合设备运行工况,对设备状态进行了综合判断,通过解体检查验证了SF6气体分解产物检测措施及状态监测结果的有效性。

气体绝缘设备中SF_6气体分解产物与设备故障关系的建模

运行表明SF6气体分解产物检测方法成为了气体绝缘设备状态检测的有效手段,但分解产物与设备故障关系及其现场应用参考指标等有待深入研究。本文提出了SF6气体分解产物与设备故障的建模方法和流程,对开断电弧、局放和异常发热下的分解产物实验数据进行了统计分析,建立了设备在典型工况下的分解产物概率模型,并通过现场实测验证了建模方法和概率模型的有效性。利用建立的概率模型,提出了设备故障概率估计的贝叶斯构想,为运行设备状态评价提供了有效依据。

SF_6混合绝缘气体电气设备中气体泄漏检测技术研究

《京都议定书》将SF_6气体列为限制排放的6种温室效应之一。为减少SF_6气体的使用量,采用SF_6/N_2和SF_6/CF_4混合绝缘气体作为SF_6替代气体是现实可行的,国内外已在部分设备中投入使用。目前,国内外关于SF_6混合绝缘气体电气设备泄漏检测技术的研究较少,现有SF_6检测技术能否直接应用于混合绝缘气体的检测是目前亟须解决的问题。文中以SF_6/N_2和SF_6/CF_4两种混合绝缘气体为试验对象,模拟不同混合比的混合绝缘气体在不同距离和风力等条件下的泄漏情况,利用红外成像仪等仪器进行检测,得出了仪器的检出限值,并提出检测的的最佳条件,证明SF_6泄漏检测技术可以应用于混合绝缘气体的现场检测,对于SF_6混合绝缘气体泄漏现场检测具有一定的指导意义。

电力设备中SF_6混合绝缘气体净化分离技术的探究

为解决SF_6气体的温室效应及低温易液化问题的日益突出,SF_6/N_2、SF_6/CF_4等混合绝缘气体被认为是目前最有发展前景的替代介质,开始在气体断路器(GIC)以及气体输电管线(GIL)、GIS母线等非灭弧气室中推广应用。然而,大规模推广应用前,必须先解决混合气体的回收、净化处理等关键问题。由于SF_6混合绝缘气体与纯SF_6气体性质上有较大的区别,文中针对SF_6/N_2和SF_6/CF_4混合绝缘气体特性,提出了用多级高分子膜、深冷相变分离和低温精馏方法联用的混合气体分离净化方案,经过处理后能得到较高纯度的SF_6气体和CF_4气体,N_2纯度达到99%,可直接排放至大气。

基于SF_6成分分析的气体绝缘金属封闭开关设备潜伏性缺陷判断的研究及应用

长期运行下气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的潜伏性缺陷会引致放电,最终可能引起绝缘崩溃。为了探索一种基于SF6成分分析的有效判断GIS放电状态的方法,在110 kV母线段内进行放电试验,检测分析不同放电类型下分解气体的体积分数变化规律,提出使用CS2,SO2F2和SO2作为GIS潜伏性缺陷的特征气体,它们的增长速率可用于判断GIS绝缘的状况。在此基础上,给出了GIS潜伏性缺陷的判断流程,其有效性得到了实际验证。

无SF_6气体绝缘开关设备中干燥空气作为绝缘介质的使用

SF_6由于其优异的灭弧及绝缘性能已被广泛应用于电力开关设备中,然而因其巨大的温室效应指数正日益受到关注并基于环保的压力成为被替代的研发热点。文中介绍了无SF_6气体绝缘开关设备中干燥空气作为介质的使用及相关的问题,涉及到干燥空气的绝缘性能、干燥空气与其他绝缘介质的性能对比、干燥空气使用时对水份含量的要求,干燥空气泄漏时的检验方法以及隔离开关开断母线转移电流时所使用的原理等,以此作为无SF_6以干燥空气绝缘的开关设备的应用技术基础。

SF_6电器设备气体湿度与绝缘

论述了ＳＦ６电器设备湿度与绝缘的关系；讨论了温度的测量单位以及如何根据湿度去判断设备的绝缘状况。

基于GIS组合设备的SF6气体压力精准监测研究

SF6气体压力数据中的野值会导致数据质量不高,使SF6气体压力在线监测精度与效率下降,设计一种针对变电站GIS组合电器设备的SF6气体压力在线监测方法。通过SF6气体压力数据采集架构获取气体压力数据,采用回归模型检测并剔除压力数据中的野值。以剔除野值后的数据为基础,采用Beattie-Bridgman方程计算电气设备实时SF6气体压力值,利用灰色理论对压力值展开拟合处理获得精准的SF6气体压力在线监测值。实验结果表明,设计的方法针对SF6气体压力数据采集质量高,监测精度较高。

±400 kV直流SF_6气体绝缘穿墙套管研制

特高压直流穿墙套管是换流站中连接直流场和阀厅的重要关键设备之一,±400 kV直流穿墙套管的研制对于实际工程建设与±800 kV及更高电压等级直流穿墙套管的研制都有着重大意义。文中以额定电压±400 kV,额定电流5 000 A的直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管为研制对象。研究了套管在绝缘结构、机械结构及试验工装方面的关键性问题。在绝缘结构设计方面,针对直流电场的特点,建立了直流套管电场优化设计平台;在机械结构设计方面,针对超长导电管挠度较大引起的套管轴对称电场分布畸变的问题,设计了超长导电管内部空间立体结构,有效增大了导管本身惯性力矩;针对超长导电管因热胀冷缩引起的金属材料伸缩问题,设计了带波纹伸缩管的专用接头。经试验验证,满足设计指标,能够应用于直流输电工程中且对更高电压等级直流穿墙套管的研制具有重要参考意义。

SF6气体绝缘电气设备局部放电超声波检测与应用

本文主要归类并总结SF6气体绝缘类性的电气设备在运行中经常出现的局部放电故障类型,并针对此类设备故障类型提出采用超声波局放带电检测方法来诊断与检测,另外还对电气设备故障诊断采用超声波方法的检测与应用原理进行分析,并通过超声波方法检测SF6气体绝缘电气设备比较典型的故障图谱进行比照分析。同时本文还根据实例来探讨超声波检测SF6气体绝缘电气设备局部放电情况,而实际应用结果证明SF6绝缘电气设备采用超声波检测局部放电情况具有较高的准确性与灵敏度,可以精准的检测出自由金属颗粒、悬浮放电以及电晕放电等缺陷问题,该种检测方法多在带电检测方面、交接试验方面以及电气设备出厂试验方面具有较高的应用前景与使用价值。

气体绝缘开关设备内部故障下的SF_6气体分解产物特性研究

气体绝缘开关设备长期运行出现电弧、局部放电和过热等内部故障,产生多种SF_6气体分解产物,影响设备安全运行,因此,有必要研究设备故障下的SF_6气体分解产物特性,及时判断设备故障类型。从理论上分析开关设备在电弧放电、局部放电和异常发热情形下的SF_6气体分解机理,并开展电弧、局部放电和过热下的分解产物试验研究,对不同故障下的分解产物分布进行统计,提出以特征组分含量比值为特征参量,得到各故障模式下的特征参量范围,建立分解产物与设备故障的关系,为运行开关设备内部故障类型判断提供依据。

水分在SF_6气体绝缘高压断路器设备中危害及控制

SF_6气体中的微量水对高压电器设备正常运行有很大的影响。本文介绍了水分在SF_6高压电器设备中的危害,水分来源及控制方法。

SF_(6)/CF_(4)气体绝缘设备气体泄漏率准确测试方法分析

针对目前气体绝缘设备气体泄漏率检测常用的扣罩法和局部包扎法存在检测准确度低、安装难度大、无法带电作业等问题,本文提出了一种适用于SF_(6)/CF_(4)气体绝缘设备气体泄漏率准确测试方法,在设备充气接口处安装检测元件,实时测取设备内部的压力值和温度值,计算气体密度和泄漏率。该方法可有效排除气温和气室体积因素的干扰,提高气体泄漏率检测的准确度,且操作简单、拆卸方便,可作为日常监测方式,对SF_(6)/CF_(4)气体绝缘设备运行状态进行故障预测和报警。

SF_6气体绝缘设备的放电特性研究

随着SF6气体绝缘设备在系统中的广泛应用,对其绝缘状态的监测、检验以及相应的缺陷类型识别,成为当前亟待解决的问题。通过建立缺陷模型,对SF6气体在不同状态下放电特性进行试验分析,得到了不同缺陷情况下SF6绝缘设备的放电类型特征参数,和特征气体组分。结果表明:典型特征气体可作为实际检测的比对标准,也可作为SF6气体绝缘设备故障诊断专家系统的数据资料。

220kV SF_6气体绝缘组合电器设备故障处理

介绍了一起因220 kV SF6气体绝缘组合电器设备内部闪络引起的220 kV变电站220 kVⅠ段母线全停事故,分析造成此次事故的原因,研究了暴露的问题,并针对新型设备缺陷采取了相应的措施。

SF6/N2混合气体中直流叠加雷电冲击复合电压作用下绝缘子闪络特性

绝缘子在直流电压作用下表面将积聚有大量电荷并对绝缘性能造成影响。然而由于电荷积聚饱和时间长,当前研究鲜有在绝缘子表面电荷积聚最严重的情况下进行叠加冲击电压试验;并且对环保型气体环境中的GIL绝缘子绝缘特性的关注不多。为解决上述问题,该文通过建立油加热系统对实验平台进行加热,加速达到绝缘子表面电荷积聚饱和状态。之后在0.1MPa SF6/N2混合气体中且导杆温度为70℃时对不同清洁状况下的绝缘子施加直流叠加雷电冲击电压,实验结果表明:①绝缘子表面电荷积聚情况在2h后达到饱和状态;②随着预加直流电压时间的增加,复合电压下闪络电压较单独雷电冲击电压作用下闪络电压明显下降,绝缘子在表面电荷积聚饱和后,在表面有无金属微粒时闪络电压比冲击电压单独作用时,下降幅度分别为16.4%、10.34%;③相比表面无金属微粒,绝缘子表面存在金属微粒下的闪络电压显著下降,最大下降幅度达20.54%。因此,在SF6/N2环境下,建议在绝缘子表面电荷积聚最严重条件下施加直流电压与雷电冲击复合电压进行绝缘测试。

1100 kV直流SF6气体绝缘穿墙套管电场仿真分析

国产1100 kV直流SF6气体绝缘穿墙套管首次采用双层内屏蔽结构。为此,提出了1种气体电流密度计算方法用于仿真直流电压下的套管电场分布,对工频和直流电压下分别采用单层和双层内屏蔽结构时的套管电场分布进行了仿真分析,探讨了双层内屏蔽结构的电场调控能力,仿真分析了气体电离对电场分布的影响。结果表明:直流电压下套管外部表面电场分布不受内屏蔽电极配置方式的影响,但双层屏蔽结构相对于单层屏蔽结构能够减小套管内部电极的表面场强;套管外部空气电离达到一定程度后将引发屏蔽环表面起始的闪络,内部SF6气体电离达到一定程度后则更容易发生电离区附近的套管表面电晕放电。