高压GIS用SF6/CF4混合气体状态参数计算及实现

高压断路器采用混合气体是解决其低温运行的有效方法,SF6+CF4的混合气体可有效降低其液化温度。文中以SF6+CF4为例,分别计算了SF6和CF4的状态参数。计算SF6气体状态参数采用了Beattie-Bridgman经验公式,同时结合SF6饱和蒸气压曲线公式,绘制了SF6等密度曲线和饱和蒸气压曲线;计算CF4气体状态参数采用了SRK方程,并采用Riedel公式计算CF4饱和蒸气压,绘制了CF4的等密度曲线和饱和蒸气压曲线。在此基础上,给出了混合气体状态参数计算的实现方法,并举例验证了算法精度。

开断电弧下混合绝缘气体(SF_6+CF_4)分解特性试验研究

在高纬度低温地区,由于SF_6气体出现液化,可能导致SF_6开关设备发生绝缘击穿或开断失败等事故,由此该类地区大多采用混合气体(SF_6+CF_4)开关设备。气体分解产物检测是目前设备故障定位和缺陷诊断的重要手段。为此试验以40.5 k V混合气体断路器为试品,开展混合气体(SF_6+CF_4)不同燃弧能量下的气体分解产物试验,通过与纯SF_6气体的比较分析,探讨混合气体(SF_6+CF_4)的分解特性。研究表明:开断电弧下,SF_6+CF_4混合气体的主要分解产物为CO、CO_2、SO_2、SOF_2;分解产物各组分含量均随着燃弧能量的增加而增加;在相同的燃弧能量下,SF_6+CF_4混合气体比纯SF_6气体产生更多的碳氧化合物(CO+CO_2),而硫化物(SOF_2+SO_2)的生产量较少。

极不均匀场下SF_6/CF_4混合气体中环氧树脂绝缘子沿面闪络特性研究

文中通过实验手段研究SF_6/CF_4混合气体中环氧树脂复合材料绝缘子试样的直流沿面闪络特性,实验中采用针—板电极结构模拟极不均匀电场情况,分析了气体压强、SF_6混合比以及电压极性对闪络电压的影响规律。实验中,电极间距为5 mm,实验气压为0.1~0.4 MPa。实验结果表明:当混合气体中SF_6混合比为40%时,在实验气压范围内,绝缘子闪络电压可达到相同气压SF_6中闪络电压的60%以上。针—板电极下SF_6/CF_4混合气体闪络电压的协同效应在正、负极性下区别显著,负极性下的协同效应较弱。同时,绝缘子闪络电压具有明显的极性效应,并且随着气压的升高出现了极性反转的现象,这是由于不同气压下正、负电荷对空间电场的畸变作用不同而导致的。综合环保要求和沿面闪络特性,文中研究成果为GIS设备提供了潜在的SF_6替代方案。

SF_6/CF_4混合气体中聚四氟乙烯绝缘表面直流闪络特性

文中对电极间距为5 mm的指形电极下SF_6/CF_4混合气体中聚四氟乙烯绝缘表面直流闪络特性展开研究,分别测量了当SF_6/CF_4混合气体中SF_6混合比为0%~100%、压强为0.1~0.4 MPa时绝缘试样的直流沿面闪络电压,研究压强、混合比、电压极性等因素对绝缘试样直流沿面闪络特性的影响。实验结果表明:混合气体中SF_6混合比一定时,在0.1~0.4 MPa气压范围内,绝缘试样的直流闪络电压随气压升高而呈线性增加;0.3 MPa的20%SF_6/80%CF_4气体中绝缘试样的负极性直流闪络电压为52.34 kV,是相同气压下纯SF_6气体中的61.4%;在较低气压下SF_6/CF_4混合气体中绝缘试样的负极性直流闪络电压比正极性低,而当气压高于某临界值时,负极性直流闪络电压比正极性高,沿面闪络电压出现极性效应反转现象;40%SF_6/60%CF_4中负极性闪络电压达到纯SF_6中的65%,该研究可以为SF_6/CF_4混合气体替代SF_6应用于高压直流气体绝缘电气设备中提供参考。

微水条件下SF6/CF_(4)混合气体中的低温沿面放电特性

为了探究微水条件下SF_(6)/CF_(4)混合气体中的环氧树脂低温沿面闪络特性,开展0.2 MPa与0.4 MPa两个气压下50%SF_(6)/50%CF_(4)混合气体在不同温度和微水含量条件下的环氧树脂沿面放电试验。文中利用板—板电极模拟切向电场为主的准均匀电场,通过计算和实验探究了微水含量的选取和控制方法,研究了温度和微水含量对50%SF_(6)/50%CF_(4)混合气体中准均匀电场沿面闪络的影响,研究发现:沿面闪络电压随温度降低呈先减小后稳定的变化规律,仅当试验气压为0.2 MPa且含水量为3000 ppm(1 ppm=1×10^(-6))时,沿面闪络电压随温度降低呈先增大后减小的规律;微水含量在300~3000 ppm范围内时,微水含量对气压为0.2 MPa和0.4 MPa的50%SF_(6)/50%CF_(4)混合气体中沿面闪络击穿场强的影响不大。试验可为低温下的GIS等设备的状态评估提供参考。

高压断路器用SF_6/CF_4混合气体状态参数计算及液化分析

高压断路器采用混合气体作为绝缘和灭弧介质,可有效降低其液化温度。文中以SF_6/CF_4混合气体为例,分别计算SF_6、CF_4状态参数。计算SF_6气体状态参数采用工程上常用的Beattie-Bridgman经验公式作为状态方程,同时应用一种新的SF_6饱和蒸汽压曲线拟合公式。计算CF_4气体状态参数应用SRK方程作为状态方程,同时采用Riedel公式作为CF_4气体的饱和蒸汽压方程。通过计算SF_6、CF_4的状态参数,绘制出具有工程应用价值的SF_6、CF_4饱和蒸汽压曲线和等密度曲线,同时对SF_6/CF_4混合气体的液化特性进行分析。在此基础上,举例说明SF_6、CF_4状态参数在高压混合气体断路器工程中的应用。

高压断路器用SF6＿CF4混合气体充气方法研究与分析

高压断路器采用SF6/CF4混合气体代替纯SF6气体作为绝缘和灭弧介质,可作为解决其在高寒地区因低温产生液化情况的高效方法。以混合比例为60%SF6+40%CF4混合气体为例,利用Beattie-Bridgman经验公式和用于混合气体计算的维里方程对SF6/CF4混合气体液化温度进行了推算,并进行了混合气体低温试验验证,通过对SF6/CF4混合气体的试验测量数据和理论计算数据进行了对比分析,根据试验研究结果绘制了混合气体温度压力特性曲线,为高压断路器混合气体充装方法提供了依据,为解决高压断路器低温报警提供了方法。

断路器SF6气体密度与含水量综合在线监控的应用

通过开发“断路器SF4气体在线综合监测装置”，实现在不排放SF4气体的条件下，对高压断路器SF4气室中的湿度、密度和温度进行综合在线精确测量，自动启动报警、闭锁装置和实时数据远传，以满足对SF4高压断路器SF4气体状态的综合在线监测，并为变电站综合自动化控制和设备状态检修提供技术保证。

替代SF_6的环保气体研究进展

介绍了绝缘气体六氟化硫(SF_6)替代物N_2/SF_6混合气体、CF_3I、c-C_4F_8、CF_4、C_4F_7N(全氟异丁腈)、C_5F_(10)O(全氟五碳酮)等的特性,并对潜在替代物C_4F_7N、C_5F_(10)O的合成方法、分解及产物对绝缘气体的绝缘性质影响进行了分析,总结了其混合技术对当前电力设备应用所需要的环境温度、绝缘性能及全球变暖潜能值(GWP)的影响。