不同氣壓下火花放電對六氟化硫分解特性的影響研究.pdf

1、氣體絕緣組合電器(GIS)因結構緊湊、占地面積小、維護方便等優(yōu)點，在城市電網(wǎng)和超/特高壓電網(wǎng)中得到了廣泛的應用。而 SF6絕緣氣體因具有優(yōu)良的耐電強度、穩(wěn)定的化學性質以及無毒無害的特性，在設備正常運行狀況下不易發(fā)生分解。然而，由于設備內部不可避免地存在絕緣缺陷，在正常運行電壓下，缺陷處出現(xiàn)的局部高場強將引發(fā)局部放電。隨著故障進一步惡化，局部放電將轉化為更為嚴重的火花放電甚至電弧放電。一旦設備內部存在火花放電故障，意味著設備絕緣性能已下降

2、得十分嚴重，若不及時發(fā)現(xiàn)并排除故障，設備內產生的有害氣體將對人身和周圍環(huán)境造成嚴重影響。因此，有必要對SF6火花放電分解特性進行深入研究。
　　SF6在火花放電作用下，將首先裂解成低氟硫化物，而這些低氟硫化物極易與氣室內的微量水分、氧氣發(fā)生反應生成多種氣體分解產物。影響SF6火花放電分解特性的影響因素有：火花放電能量、微量水分、微量氧氣、金屬電極材料、氣壓、固體絕緣材料、吸附劑等。GIS氣室氣壓會隨著周圍環(huán)境溫度的改變而產生變化，

3、且不同電壓等級的SF6氣體絕緣設備的充氣壓力也存在差異。目前，還沒有學者對氣壓影響下的SF6火花放電分解特性以及影響機理進行系統(tǒng)的研究。因此，本文在搭建的SF6火花放電分解實驗平臺上，進行了大量的氣壓影響下SF6火花放電分解實驗，采用氣相色譜儀和色譜質譜聯(lián)用儀對氣體分解產物進行定量分析。
　　本文所開展的工作和取得的研究成果具體為：
　?、僭趯嶒炇椰F(xiàn)有的SF6火花放電分解實驗裝置的基礎上，改進了控制放電頻率的繼電器，使對火花

4、放電頻率的控制更為穩(wěn)定。隨著氣室氣壓升高，產生火花所需的放電電壓也隨之提升。通過改進現(xiàn)有設備，提高了整個實驗平臺的絕緣性能。并且在改進的火花放電實驗平臺上模擬了SF6氣體的火花放電故障，采用氣相色譜儀和氣相色譜質譜聯(lián)用儀對氣體分解產物進行定性和定量分析，結果表明， SF6氣體絕緣介質在火花放電故障作用下會發(fā)生分解，并生成CO2、SOF2、SO2F2、SOF4、SO2和CF4等特征分解產物。
　?、谠诹N不同氣體壓強下完成對SF6火

5、花放電分解產物的獲取和分析，得到了分解產物體積分數(shù)由大到小排序為：SOF2＞ CO2＞ SO2F2＞ SOF4＞ SO2＞CF4。在對火花放電特征產物比值 c(SO2F2)/c(SOF2)的變化趨勢分析中可知，其數(shù)據(jù)具有一定的分散性，但大致趨勢為：隨著氣壓的不斷上升，其比值呈現(xiàn)先逐漸增大，隨后逐漸減小的趨勢。火花放電特征產物比值 c(CF4)/c(CO2)的變化規(guī)律，數(shù)據(jù)均有一定的分散性，但是在總體上隨著氣壓的上升呈現(xiàn)出倒S型的下降趨勢