自由金屬微粒對SF6及SF6-CO2工頻擊穿特性的影響.pdf

1、六氟化硫(SF6)有著優(yōu)異的絕緣、滅弧性能，因此被廣泛用作氣體絕緣介質(zhì)，而金屬微粒的存在又會對SF6氣體絕緣產(chǎn)生極為不利的影響。目前，國內(nèi)外的研究還主要集中在固定金屬微粒，對設(shè)備內(nèi)部占主導(dǎo)的自由金屬微粒還缺乏詳實(shí)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，且對微粒種類的研究也過于單一。
　　本文針對自由金屬微粒在加壓過程中跳動(dòng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了球-碗電極模型，以避免微粒跳出電極范圍，另外球-碗電極間的準(zhǔn)均勻場也能模擬氣體絕緣設(shè)備中真實(shí)存在的電場環(huán)境。通過工

2、頻逐步升壓法，本文研究了金屬微粒數(shù)、電極距離、微粒種類、氣壓對SF6工頻擊穿特性的影響，結(jié)果表明：第一，SF6擊穿電壓會隨著微粒數(shù)的增多而顯著下降，但當(dāng)微粒達(dá)到一定數(shù)量后，擊穿電壓值便趨于穩(wěn)定；第二，電極距離越小，自由金屬微粒對氣隙的影響就越大，可見當(dāng)微粒長度接近電極間距時(shí)，微粒的尺寸對電極間電場分布的影響就更大；第三，銅、鋁微粒對SF6擊穿特性的影響相近，且均明顯大于鐵微粒，經(jīng)過理論分析和仿真計(jì)算可知，這是由于：銅、鋁微粒的起跳電壓低

3、于鐵微粒；銅、鋁原子會使SF6分解反應(yīng)的勢壘明顯下降。第四，隨著氣壓升高，金屬微粒對SF6擊穿特性的非線性影響越來越明顯。但由于SF6具有極強(qiáng)的溫室效應(yīng)，為控制全球變暖，降低其使用量已刻不容緩。目前，采用SF6混合氣體是既能降低SF6使用量，又能保證絕緣強(qiáng)度的最有效手段。
　　本文又研究了氣壓、混合比對SF6/CO2混合氣體在自由金屬微粒下工頻擊穿特性的影響，結(jié)果表明：第一，當(dāng)球-碗電極間存在1個(gè)銅微粒時(shí)，同一混合比（或氣壓）下，

4、SF6/CO2混合氣體的擊穿電壓會隨氣壓（或混合比）上升而非線性增大；第二，根據(jù)協(xié)同效應(yīng)指數(shù)C來判定多種混合氣體之間的協(xié)同效應(yīng)類型，可知SF6與CO2成協(xié)同效應(yīng)。通過對混合比為0、10％、30%、50%、70%和100%的SF6/CO2混合氣體進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)混合比介于30-50%時(shí)，C值在0.10、0.15、0.20、0.25和0.30MPa氣壓下可能存在一最小值，這表明協(xié)同效應(yīng)最佳；第三，當(dāng)混合比為50%時(shí)，各氣壓下的SF6/CO2