GIS中线形和球形金属微粒的运动行为和危害性

摘要

为了研究气体绝缘组合电器(GIS)中线形和球形两种典型微粒污染物运动行为和危害性,在实验室搭建了以实际126kV GIS设备为原型的2:1缩比实验腔体,记录了球形和线形微粒在腔体内起跳、碰撞、运动与停止的全过程,对微粒的运动行为特征进行了描述和总结,对两类微粒最终停止位置以及不同停止位置处的危害性进行了统计分析,并通过不同微粒初始位置、不同外施电压下的多次重复性实验论证了实验结果的一般性.研究结果表明:球形微粒起跳后,径向起跳高度2mm左右;线形微粒起跳时,一端首先抬起,然后微粒站立跳动,径向起跳高度5mm左右.球形微粒与绝缘子碰撞会弹回,经过充分运动最终全部停止在外侧弱电场区;线形微粒与绝缘子碰撞作用易形成吸附,吸附于绝缘子的线形微粒易引起局部放电和诱发沿面闪络,危害性高于球形微粒.分析了重力、库仑力、电场梯度力及镜像力对两类微粒运动行为的影响,并论证了接触面镜像力所引起的静摩擦力差异是线形微粒与球形微粒在绝缘子表面吸附情况不同的主要原因.