直流GIL中自由金屬微粒的放電特性及危險(xiǎn)程度評(píng)估.pdf

1、自由金屬微粒是制約直流氣體絕緣線路(DC gas insulated line，GIL)絕緣耐受能力的重要因素。在電場(chǎng)力作用下，直流GIL中的自由金屬微?？蛇\(yùn)動(dòng)至高壓電極或絕緣子附近，引發(fā)局部放電或氣隙擊穿，對(duì)直流GIL的絕緣性能造成巨大的威脅。本文針對(duì)自由金屬微粒運(yùn)動(dòng)引發(fā)的局部放電問(wèn)題，結(jié)合其運(yùn)動(dòng)行為研究影響放電特性的因素以及危險(xiǎn)程度判別。
　　首先，采用同軸圓柱腔體和線形金屬微粒為試驗(yàn)?zāi)Ｐ停罱ㄖ绷鞲邏壕植糠烹娫囼?yàn)平臺(tái)，針對(duì)電

2、壓極性、幅值、微粒長(zhǎng)度、半徑、SF6氣壓、微粒個(gè)數(shù)等影響微粒放電特性的因素開(kāi)展直流高壓試驗(yàn)。利用脈沖電流法及高速相機(jī)同時(shí)觀察記錄其局部放電信號(hào)與運(yùn)動(dòng)行為，對(duì)微粒的運(yùn)動(dòng)特性與放電特性進(jìn)行分析，探究各因素對(duì)線性金屬微粒的運(yùn)動(dòng)特性及放電特性的影響。其次，對(duì)影響微粒放電物理機(jī)制的因素進(jìn)行深入分析，探討不同因素的作用機(jī)理，并定量分析不同因素的影響。而后，利用COMSOL軟件對(duì)不同長(zhǎng)度、半徑、位置的線性金屬微粒對(duì)電場(chǎng)分布的影響進(jìn)行仿真分析。最后，綜

3、合考慮試驗(yàn)、仿真結(jié)果以及放電機(jī)理，探究微粒的危險(xiǎn)程度。
　　結(jié)果表明:微粒的局部放電與運(yùn)動(dòng)活性隨著直流電壓幅值的提高而更加劇烈，由于直流極性效應(yīng)，微粒在負(fù)電壓作用下發(fā)生“飛螢”現(xiàn)象，在負(fù)電壓下的局部放電較正電壓下的更為劇烈，對(duì)絕緣的威脅更嚴(yán)重。隨著微粒長(zhǎng)度的增加，微粒的局部放電更加劇烈，而運(yùn)動(dòng)角度范圍隨之減小。隨著微粒半徑的提高，微粒的起跳電壓升高，當(dāng)半徑大于一定值時(shí)，微粒保持靜止，危險(xiǎn)程度隨之降低。隨著氣壓增大，氣體的局部放電隨

4、之減弱，微粒的運(yùn)動(dòng)范圍減小，但絕緣效果有趨于飽和的趨勢(shì)。多個(gè)微粒同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)，微粒的平均局部放電量略有提高，但放電頻次明顯增加，且在空氣環(huán)境中，出現(xiàn)兩個(gè)微粒在同一徑向運(yùn)動(dòng)并引發(fā)串聯(lián)氣隙擊穿的現(xiàn)象，危險(xiǎn)程度增加。
　　微粒對(duì)電場(chǎng)分布的畸變效應(yīng)與長(zhǎng)度呈正相關(guān)，與半徑呈負(fù)相關(guān)，最大電場(chǎng)強(qiáng)度均出現(xiàn)在不與電極接觸的一端，且與高壓電極接觸時(shí)的電場(chǎng)畸變效應(yīng)最嚴(yán)重。因此，微粒的危險(xiǎn)程度與其個(gè)數(shù)、長(zhǎng)度呈正相關(guān);當(dāng)微粒的半徑大于一定值時(shí)，微粒靜止不構(gòu)成