气体绝缘设备局部放电下SF_(6)分解产物扩散特性研究

气体绝缘设备(GIS)局部放电产生的分解产物在气室内的扩散过程会影响其浓度分布,从而影响故障诊断的准确性。为了研究局部放电下SF_(6)分解产物扩散特性,建立了SF_(6)分解产物检测系统,得到了CO_(2)、CF_(4)和C_(2)F_(6)等分解产物随放电时间和缺陷位置的扩散规律。同时构建了气室三维传质模型,对比研究了分解产物在缺陷位置影响下的扩散特性。结果表明,放电缺陷位置会影响分解产物含量的空间分布。当有机绝缘材料参与放电时,CF_(4)含量随放电时间增长而增加,CF_(4)可以作为设备内部沿面放电的判断依据。C_(2)F_(6)含量随放电时间增长而增加,随扩散距离延长而减少,且产生量很大,C_(2)F_(6)可以作为设备内部局部放电的判断依据。

一种新型SF_(6)气体绝缘高压隔离开关的研制

随着我国的电力系统规模的不断扩大,电力设备的安全性、可靠性和易维护性已成为电力系统建设与发展的重要指标。高压隔离开关是电力系统中重要的电气设备之一,且数量众多,安装调试及维护工作量大,故障率高。本文针对传统型空气绝缘隔离开关存在的主要问题,研制出了一种新型的252kV SF_(6)气体绝缘隔离开关,该设备采用SF_(6)气体为绝缘介质,采用全封闭结构形式。意图解决户外空气绝缘高压隔离开关长期以来多种易发故障问题。本文重点介绍了其结构特点、工作原理以及结构仿真计算、试验情况,以及通过与空气绝缘隔离开关的对比,阐述了新型高压隔离开关的技术优势和经济效益优势,并对其应用前景和未来隔离开关方向进行了预测。

SF_(6)混合气体放电的极性反转特性研究

SF_(6)混合气体可在极寒条件下替代SF_(6)气体用于气体绝缘电气设备,当设备中存在缺陷时会显著降低击穿电压,因此有必要研究缺陷产生的极不均匀电场中SF_(6)混合气体的放电特性。开展了针板电极下SF_(6)/CF_(4)、SF_(6)/N_(2)混合气体的放电试验,并和SF_(6)气体对比,分析其击穿电压随气压增大呈现的驼峰曲线变化规律。发现SF_(6)混合气体的驼峰曲线相比SF_(6)气体会发生右移,且SF_(6)/N_(2)混合气体的右移现象更加明显。进一步对比研究了不同气压下SF_(6)混合气体的击穿与局放特性,发现SF_(6)/CF_(4)、SF_(6)/N_(2)混合气体的击穿电压均随气压升高出现极性反转,即从负极性击穿转化为正极性击穿,极性反转对应的气压即为驼峰曲线峰谷处的气压;同时,局放特性也会随气压升高出现变化,即从正负极性局放共存转化为只存在正极性局放。通过分析SF_(6)混合气体的局放起始电压随气压的变化趋势,发现当高于峰谷气压时,局放起始电压与击穿电压相差较小,这一现象说明SF_(6)混合气体设备在较高气压时也更易出现无晕击穿,与SF_(6)气体设备的运维经验一致。研究结果对于SF_(6)混合气体设备的运维检修和设计具有参考意义。

采用热释电原理检测SF_(6)气体中CO体积分数的方法与应用

高压电气设备SF_(6)绝缘气室中的发热故障会导致从绝缘材料中析出CO气体,因此,SF_(6)绝缘气室中CO气体体积分数变化可作为判断绝缘气室发热故障程度的依据之一。文中研究采用热释电原理检测SF_(6)气体中CO体积分数的方法,并采用该方法设计开发一种CO热释电光谱传感器:采用折叠光程,理论检出限为1.99μL/L。采用该光谱传感器可实现高压电气设备SF_(6)绝缘气室发热故障的无损在线监测,也可将该光谱传感器取代CO电化学传感器安装在便携式仪器中以克服采用电化学传感器检测CO、H_(2)两种兼容气体并存时的交叉干扰,确保对CO、H_(2)的准确测量。

微水对SF_(6)气体工频击穿特性影响的实验研究

运行在工频电压条件下的气体绝缘全封闭组合电器(GIS)受到微量水分侵入时会严重降低气室内SF_(6)气体的绝缘性能,影响高压电器设备安全运行。为此,自主设计了GIS绝缘结构实验装置,并搭建了气体放电实验平台,通过控制电极微水体积分数、气压以及电极间隙距离,对SF_(6)气体在稍不均匀电场下的工频击穿特性进行实验研究。研究发现:在稍不均匀电场中,SF_(6)气体工频绝缘性能随微水体积分数的增大呈下降趋势;气压范围在0.4~0.6 MPa时,微水体积分数超过800μL/L后,随着其增大SF_(6)气体工频击穿电压下降较为明显;在相同气压下,电极间隙距离越大,微水体积分数增大对SF_(6)气体工频绝缘性能的影响越大。根据实验结果,建议在工频电压下,设备运行温度为15℃时,0.4 MPa和0.5、0.6 MPa下气体绝缘设备中水分体积分数限值分别为450μL/L和250μL/L。

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。

SF_(6)/N_(2)混合气体在126kV气体绝缘金属封闭开关设备中的应用

在役的大部分气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)使用绝缘性能较好的SF6气体作为绝缘介质。为实现“双碳”目标,开展绝缘气体的替代研究以控制SF6气体的使用与排放有助于提升电力设备的环境友好性。为实现SF_(6)/N_(2)混合气体在126kV GIS中的应用,首先确定126kV SF_(6)/N_(2)混合气体型GIS的基本参数,并通过建立各单元的有限元模型进行仿真计算,验证了设计的可行性。型式试验的顺利通过表明,在维持现有GIS结构的前提下,适当混合比及充气压力的SF_(6)/N_(2)混合气体能保证GIS的正常运行。

气相色谱法应用于SF_(6)混合绝缘气体分解产物的检测研究分析

SF_(6)混合绝缘气体与纯SF_(6)之间具有高度相似的理化性能,但是在分解产物的检测方法方面具有比较明显的差异性。如果使用纯SF_(6)的分解产物检测设备检测SF_(6)混合绝缘气体,最终会出现较大的检测误差。基于此,本文以气相色谱法为主要手段,探究SF_(6)混合绝缘气体的分解产物检测技术。

SF_6气体绝缘变压器的发展前景

概述了SF_6气体绝缘变压器在国内外的发展状况,介绍了这种变压器的结构特点及生产环境要求等,并对其生产成本进行了分析探讨,指出了SF_6气体对环保的影响。

110kV级SF_6气体绝缘变压器的研发设计

介绍了国内110kV级SF6气体绝缘变压器的研发情况,并从技术参数、产品结构、主要组部件、关键绝缘材料以及设计中变压器电场、磁场、冲击分布等关键参数的计算等几方面作了详细的分析。

SF_6气体绝缘变压器保护系统

对于110kV级SF6气体绝缘变压器，在日本及欧美一些国家已经得到了广泛的应用。目前，在我国的一些人口密集的大城市，如北京、上海和广州等城市的地下或户内，考虑到防火、防爆等安全问题，也在逐步使用SF6气体绝缘变压器。

50MVA/110kVSF_6气体绝缘变压器

介绍了５０ＭＶＡ／１１０ｋＶＳＦ６气体绝缘变压器的参数、性能指标和结构特点，以及对该变压器的保护与控制方式。概述了该变压器的运行与管理情况。

换流变压器阀侧SF_6气体绝缘套管的使用和研究

在我国，高压直流输电工程不断发展，现已经投建多条±500kV和±800kV直流输电线路。换流变压器是直流输电系统中的主要设备。

SF_6气体绝缘变压器在我国的应用前景探讨

简述了SF6气体绝缘变压器(GIT)的分类,将GIT与传统的油浸式变压器特性进行了比较,在论述了GIT优势的基础上,最后探讨了GIT在我国的应用前景。

SF_6与SF_6气体绝缘变压器

随着城市建设的发展，大城市人口越加密集，高层建筑、地下通道各类建筑越来越多，加上人们对电力的依赖和消费程度越来越高，用电急剧增加。为了保证城市建设和居民的安全，对供电的安全性、可靠性、设备的环境兼容性、安全和运输都提出了更高的要求。因此高压、超高压和大容量SF6气体绝缘变压器（Gas Insulated Transformer，GIT）的研制成功，给大都市密集商用建筑供电带来了方便。

SF_(6)气体绝缘变压器有载开关仓室密度计异常分析及处理

文章就SF_(6)气体绝缘有载调压变压器有载调压开关仓室密度计异常情况,对有载调压开关仓室密度计进行解体分析,为更好地开展检修工作提供依据。

SF_(6)替代气体界面绝缘特性的研究进展

由于SF_(6)气体极强的温室效应,以CF_(3)I、C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O等气体为代表的环境友好型绝缘气体得到了越来越多关注。沿面绝缘特性是评价气–固复合绝缘系统电气性能的一个重要指标,但目前对于新型环保气体的相关研究尚不完善。为了推进环保型SF_(6)替代气体的研发与应用,综述了几种热门SF_(6)替代气体界面绝缘性能的研究进展。从间隙击穿特性及沿面绝缘特性、气–固界面电荷积聚特性和气体分解与气–固材料相容性对沿面绝缘特性的影响3个方面入手,讨论了SF_(6)替代气体进行工程应用的可能性。最后提出SF_(6)替代气体界面绝缘特性研究的3个方向:一是注意电压频率对新型环保气体中沿面放电的影响;二是探究新型环保气体中长期电–热–机复合应力下电荷积聚对沿面绝缘性能的影响机制;三是基于气体分解特性与气–固材料相容性对沿面绝缘性能的影响机制,对新型环保气体气–固复合绝缘系统进行优化设计。

诱导触发型气体间隙开关快速绝缘恢复特性

气体间隙开关动作迅速、结构简单,在电力系统中应用前景良好,但对其绝缘恢复特性研究尚少。为此,文中采用双脉冲法研究开关间隙距离、触发介质气压及其种类对气体开关绝缘恢复特性的影响规律。结果表明:诱导触发型气体间隙开关绝缘恢复经历过渡期、快速恢复期和饱和期3个阶段,饱和期的持续时间远大于前两阶段之和,且在快速恢复期无“平台现象”出现。减小开关间隙距离,气体开关绝缘恢复速率渐进增大,其绝缘基本恢复时间(绝缘恢复系数R_(U)>90%)可降低50%。触发介质气压对气体开关绝缘恢复特性影响显著,对绝缘恢复过程的影响特性存在差异。增大触发介质气压会减缓气体开关的绝缘恢复过程,0.1~0.3 MPa压缩干燥空气中,气体间隙开关绝缘基本恢复时间对应为11~40 ms。强电负性SF_(6)对气体开关绝缘恢复具有明显增强作用,其绝缘恢复速率接近于空气中的4倍。研究结果可为气体间隙开关快速绝缘恢复技术提供理论指导。

新型环保绝缘介质CF_(3)SO_(2)F混合气体电弧等离子体输运参数计算与影响因素分析

绝缘气体输运参数计算对于其绝缘灭弧性能和其他宏观物性研究具有重要意义。首先基于最小吉布斯自由能方法,获得了CF_(3)SO_(2)F混合气体在300~30000 K温度下的粒子组分。在粒子组分的基础上,采用Chapman-Enskog方法求解Boltzmann方程,计算了0.01~1 MPa压强范围内CF_(3)SO_(2)F混合气体的输运系数(电导率、热导率和黏滞系数),重点考察了气压、混合比例和缓冲气体类别对CF_(3)SO_(2)F混合气体输运参数的影响。结果表明:增大气压会抑制气体解离和电离反应,延缓升温过程对输运系数的影响;增大CF_(3)SO_(2)F混合比例则会直接影响体系主要粒子的相对含量,进而使解离和电离反应的温度发生变化,导致低温区的电导率和中高温区的黏滞系数增大,中高温区的热导率减小;与前两者相比,气体混合类别对输运参数影响较小。此外,相比SF_(6),CF_(3)SO_(2)F混合气体具有更大的热导率和更小的黏滞系数,能够更有效地将焦耳热传递到电弧外从而避免弧后击穿。该研究不仅为CF_(3)SO_(2)F混合气体用于高压电气设备提供一定的指导,也为进一步评估其绝缘和灭弧能力及绝缘气体配置优化提供了必要的数据支撑。