145 kV SF_(6)/N_(2)混合气体GIS的研制

为响应国家绿色低碳环保的号召,开展SF_(6)/N_(2)混合气体GIS的研制。介绍了SF_(6)/N_(2)混合气体的混合比、充气压力的选择及设计压力的计算方法。最后,145 kV SF_(6)/N_(2)混合气体GIS(断路器除外)通过了全部试验。

温度对SF_(6)/CF_(4)气体间隙工频放电特性的影响

SF_(6)/CF_(4)混合气体具有低液化温度和高绝缘强度,主要应用于低温环境GIS等设备中,有必要研究低温环境下温度对SF_(6)/CF_(4)混合气体的工频放电的影响。为此开展了SF_(6)/CF_(4)混合气体在−50~20℃温度范围内的工频放电试验,得到了稍不均匀电场中击穿电压随温度的变化,以及极不均匀电场中局放起始电压和击穿电压随温度的变化。在稍不均匀电场中,0.7 MPa 20%SF_(6)/80%CF_(4)混合气体的击穿电压随温度降低出现先下降再上升的变化趋势,而0.7 MPa 50%SF_(6)/50%CF_(4)混合气体的击穿电压随温度降低基本保持不变。在极不均匀电场中,0.7 MPa 20%SF_(6)/80%CF_(4)混合气体的尖端缺陷局放起始电压随温度降低而轻微降低,放电量和放电次数随温度降低呈增大趋势,但击穿电压随温度降低基本保持不变。研究结果对于指导SF_(6)/CF_(4)混合气体在低温下的绝缘设计具有参考意义。

基于气相色谱法的SF_(6)混合绝缘气体分解产物检测

SF_(6)混合气体与纯SF_(6)的理化性能相似,但其分解产物特征气体分析的算法存在较大差别,使用纯SF_(6)气体分解产物的检测设备,测量结果误差较大,无法满足检测精度的要求。为精准检测SF_(6)混合绝缘气体分解产物,采用气相色谱法,通过阀切换、担体选择、色谱条件优化等技术手段,实现分解产物特征组分气体的定量及定性分析。在实验室和现场条件下利用气相色谱法对SF_(6)混合气体分解产物进行检测,可以及时发现并处理设备缺陷和隐患,准确评估设备运行状态。

电力设备中SF_(6)混合绝缘气体的净化分离技术

对SF6混合绝缘气体的净化分离技术进行分析,明确试验材料、仪器及设备的选择,利用深冷相变分离、多级高分子膜及低温精馏法,对SF6/CF4及SF6/N2混合绝缘气体进行在线处理及净化分离,设计科学合理的技术路线,使分离过后的SF6气体的纯度达到99%,实现了循环再利用,对SF6混合绝缘气体的推广具有促进作用。

HFO-1336mzz(E)/X混合气体工频绝缘特性试验研究

为评估HFO-1336mzz(E)/X混合气体在高压气体绝缘设备中应用的可行性,计算了HFO-1336mzz(E)与3种缓冲气体分别混合后的配置方案,并通过试验得到其工频绝缘特性。该文考虑–15℃、–20℃、–25℃为最低使用温度约束条件,通过计算饱和蒸气压得到混合气体中HFO-1336mzz(E)的临界摩尔占比,并对该占比下的HFO-1336mzz(E)混合气体进行了工频放电试验。研究结果表明:HFO-1336mzz(E)与空气(Air)混合时协同效应最优;以–15℃为最低使用温度约束,0.5 MPa 8.0%HFO-1336mzz(E)/92.0%Air混合气体的最高击穿电压仅为相同气压下SF_(6)的65%,相当于0.26 MPa SF_(6)的绝缘水平,且混合气体放电后会出现固体沉积物。综合考虑混合气体的液化温度、绝缘强度以及放电沉积物,认为HFO-1336mzz(E)混合气体在高压气体绝缘设备中应用存在局限性。

SF_(6)/N_(2)混合气体负流注放电特性的模拟研究

为深入探究标准大气压下SF_(6)气体含量对SF_(6)/N_(2)混合气体放电特性及绝缘性能的影响,采用有限元仿真软件COMSOL的等离子体模型,对不同SF_(6)摩尔分数混合气体的负流注放电进行了模拟。从微观角度对放电过程中各种粒子数密度的空间分布和空间的电场分布进行了研究,并获得了相应的击穿场强。研究表明:SF_(6)气体摩尔分数的变化会对空间中各种粒子的数密度分布产生影响,同时还会对流注的发展速度,空间电场的分布以及平均电子的能量产生影响;另外,提高混合气体中SF_(6)气体的摩尔分数可提升混合气体的绝缘性能。在工程中,应采用SF_(6)气体摩尔分数不低于75%的混合气体。