0.1~0.25MPa下SF6混合气体中绝缘子的沿面闪络特性研究

摘要

随着我国城市化的快速发展，柜式气体绝缘金属封闭开关设备( C-GIS)越来越多的应用于城市厂房、小区、地铁、高速铁路等方面，从而增加了SF6气体的使用量。为了降低SF6气体带来的温室效应和环境污染，寻找一种SF6气体的替代物以推动C-GIS气体绝缘技术向少SF6或无SF6的方向发展具有重要的工程实用价值。
　　 本文利用现有GIS装置，设计并搭建了一套绝缘子沿面闪络试验平台。通过探索绝缘子表面闪络的重复次数、两次试验间的时间间隔、气体配比方案、工频升压方式以及混合气体的均匀度，制定了合理的试验方案。基于该平台开展了0.1～0.25MPa气压范围内，环氧树脂绝缘子在SF6与N2、合成空气、CO2二元混合气体中不同配比以及不同电压形式的沿面闪络试验。
　　 试验结果表明，该气压范围内，在单一气体环境里，绝缘子闪络电压随气压升高而基本呈现线性增长趋势，与电压类型无关;在混合气体环境中，绝缘子闪络电压取决于SF6电负性和另一种气体的电离能的综合作用，当SF6电负性起主导作用时，其闪络电压往往较高，而当电离能起主导作用时，闪络电压往往较低;SF6/N2混合气体中，绝缘子闪络电压随SF6含量变化的规律比较一致，与电压类型相关度不大。
　　 采用多因素方差分析方法对试验数据的统计发现，在该气压范围内的SF6混合气体中，气体压力和SF6含量的变化对工频沿面闪络电压的影响较大，而对负极性雷电冲击闪络电压的影响较小;SF6含量是影响绝缘子沿面闪络电压的主要因素。
　　 根据试验结果与分析，给出了该气压范围内SF6的替代方案。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景和意义

1．2 国内外研究动态

1．3 本论文主要研究工作

第2章 绝缘子沿面闪络的机理和影响因素

2．1 绝缘子沿面闪络机理

2．1．1 沿面闪络的起始阶段

2．1．2 沿面闪络发展阶段

2．1．3 沿面闪络的宏观描述

2．2 绝缘子沿面闪络的影响因素

2．3 本章小结

第3章 试验平台及测试方案

3．1 试验平台

3．1．1 GIS试验腔

3．1．2 电极系统与试样

3．1．3 SF6回收装置

3．1．4 二维操动机构

3．1．5 高压试验电源

3．1．6 试验平台整体结构

3．2 测试方案探索

3．2．1 绝缘子表面闪络的次数

3．2．2 两次施加电压之间的时间间隔

3．2．3 混合气体的均匀度

3．2．4 工频升压方式

3．3 试验方案

3．3．1 试验准备工作

3．3．2 试验方案

3．4 本章小结

第4章 绝缘子沿面闪络特性试验

4．1 单一气体环境下的绝缘子闪络特性

4．2 SF6／N2中绝缘子沿面闪络特性

4．2．1 工频闪络特性

4．2．2 负极性雷电冲击闪络特性

4．3 SF6／Air中绝缘子沿面闪络特性

4．3．1 工频闪络特性

4．3．2 负极性雷电冲击闪络特性

4．4 SF6／CO2中绝缘子沿面闪络特性

4．4．1 工频闪络特性

4．4．2 负极性雷电冲击闪络特性

4．5 本章小结

第5章 试验结果分析

5．1 试验结果对比

5．1．1 工频试验结果的对比

5．1．2 负极性雷电冲击试验结果的对比

5．2 试验数据的方差分析

5．2．1 多因素方差分析的数学建模

5．2．2 结果分析

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢

作者简介