不同氣壓下火花放電對(duì)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(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在城市電網(wǎng)和超/特高壓電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。而 SF6絕緣氣體因具有優(yōu)良的耐電強(qiáng)度、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)以及無毒無害的特性，在設(shè)備正常運(yùn)行狀況下不易發(fā)生分解。然而，由于設(shè)備內(nèi)部不可避免地存在絕緣缺陷，在正常運(yùn)行電壓下，缺陷處出現(xiàn)的局部高場(chǎng)強(qiáng)將引發(fā)局部放電。隨著故障進(jìn)一步惡化，局部放電將轉(zhuǎn)化為更為嚴(yán)重的火花放電甚至電弧放電。一旦設(shè)備內(nèi)部存在火花放電故障，意味著設(shè)備絕緣性能已下降

2、得十分嚴(yán)重，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障，設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生的有害氣體將對(duì)人身和周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此，有必要對(duì)SF6火花放電分解特性進(jìn)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(nèi)的微量水分、氧氣發(fā)生反應(yīng)生成多種氣體分解產(chǎn)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(huì)隨著周圍環(huán)境溫度的改變而產(chǎn)生變化，

3、且不同電壓等級(jí)的SF6氣體絕緣設(shè)備的充氣壓力也存在差異。目前，還沒有學(xué)者對(duì)氣壓影響下的SF6火花放電分解特性以及影響機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)的研究。因此，本文在搭建的SF6火花放電分解實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，進(jìn)行了大量的氣壓影響下SF6火花放電分解實(shí)驗(yàn)，采用氣相色譜儀和色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)氣體分解產(chǎn)物進(jìn)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?shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的SF6火花放電分解實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了控制放電頻率的繼電器，使對(duì)火花

4、放電頻率的控制更為穩(wěn)定。隨著氣室氣壓升高，產(chǎn)生火花所需的放電電壓也隨之提升。通過改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備，提高了整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的絕緣性能。并且在改進(jìn)的火花放電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)氣體分解產(chǎn)物進(jìn)行定性和定量分析，結(jié)果表明， SF6氣體絕緣介質(zhì)在火花放電故障作用下會(huì)發(fā)生分解，并生成CO2、SOF2、SO2F2、SOF4、SO2和CF4等特征分解產(chǎn)物。
　　②在六種不同氣體壓強(qiáng)下完成對(duì)SF6火

5、花放電分解產(chǎn)物的獲取和分析，得到了分解產(chǎn)物體積分?jǐn)?shù)由大到小排序?yàn)椋篠OF2＞ CO2＞ SO2F2＞ SOF4＞ SO2＞CF4。在對(duì)火花放電特征產(chǎn)物比值 c(SO2F2)/c(SOF2)的變化趨勢(shì)分析中可知，其數(shù)據(jù)具有一定的分散性，但大致趨勢(shì)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(shì)?；鸹ǚ烹娞卣鳟a(chǎn)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(shì)