開關(guān)柜故障特征氣體組分分析研究.pdf

1、開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中連接一次設(shè)備和二次設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備，其運行狀態(tài)關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的可靠性。由于其內(nèi)部不可避免地存在絕緣缺陷，會產(chǎn)生局部放電，最終造成設(shè)備整體絕緣性能喪失而引發(fā)故障。本文從定量檢測SF6分解組分對GIS內(nèi)部局部放電進(jìn)行檢測和診斷的方法中得到啟示，提出對空氣開關(guān)柜中的局部放電分解組分進(jìn)行檢測來診斷開關(guān)柜內(nèi)局部放電情況。所開展的主要工作和所取得的主要結(jié)論如下：
　?、倮肕S軟件計算空氣放電下氣體產(chǎn)生方程的反應(yīng)熱，并分

2、析了空氣放電分解產(chǎn)生組分的機理。開關(guān)柜內(nèi)空氣在放電的情況下會產(chǎn)生較為穩(wěn)定的CO、NO2氣體以及O3、NO3、N2O5等不穩(wěn)定氣體。CO的主要產(chǎn)生途徑為C元素的氧化，其次為電子碰撞CO2分子；NO2中N原子主要來源于N2與O的反應(yīng)，其次是電子碰撞N2產(chǎn)生N。
　?、谘兄瞥隽丝諝夥烹姽收夏M平臺，并制作了四種典型缺陷的物理模型，利用脈沖電流法對缺陷模型進(jìn)行放電量的測量，在此基礎(chǔ)上初步探索了空氣在典型缺陷下的分解特性。結(jié)果表明在自由金屬

3、微粒下有特殊產(chǎn)物NO，金屬突出物、絕緣子氣隙以及絕緣子表面污穢缺陷下產(chǎn)生的CO、NO2均隨著放電量呈現(xiàn)了不同程度的飽和增長。
　?、塾捎陂_關(guān)柜屬于半密封型設(shè)備，在FLUENT流體力學(xué)的平臺上模擬組分氣體的擴散運動并開展了真實開關(guān)柜下的空氣放電實驗。仿真結(jié)果表明開關(guān)柜與大氣存在氣體交互下，組分氣體依然能在檢測點累積至設(shè)備檢測下限，并在電纜室下部設(shè)置檢測點有利于濃度的檢測。由于真實開柜下的放電量大于模擬實驗下，導(dǎo)致組分的濃度出現(xiàn)飽和的