介绍GIS装置及其绝缘技术第四讲.ppt
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1、SF6装置内部放电特性,主要内容,电极表面粗糙度和导电微粒对放电的影响 SF6气体中支持绝缘子的沿面放电特性,一、影响SF6设备耐压的因素,气体特性 极间距离 电极材料 电极表面粗糙度 电极的表面积 导电微粒的污染,1.电极材料,电极材料不同、加工工艺不同及清洗方法不同,可观察到击穿电压有明显的差别; SF6自身的特点:很强的耐电性能、电负性气体。,推论:电极材料对耐电强度应没有明显的影响。,对处于温度低于200的工程用SF6气体绝缘的电气装置来说,电极材料对耐电强度没有明显的影响。,2.表面粗糙度对放电的影响,粗糙度系数():定性描述平均击穿场强的降低 原理:局部场强大于宏观平均场强 等效模
2、型: 彼得逊(Pedersen):突起电极视为一个半球突起 坦特福特(Tedford):突起电极视为一个旋转半椭球体,突起高度更具作用,在气压为0.4MPa时,表面加工粗糙度小于10m时将不会降低击穿强度 对于连续的突起:突起相互间的屏蔽作用,使电场畸变作用减少, 下降 车削加工的最大粗糙度可达30m 还存在电离增强的原因:导电微粒引起的触发击穿,3.电极的表面积,容积效应:临界电子崩的发展 面积效应:放电发展,影响特点,若不改变电场分布,SF6间隙Eb随着电极面积增加而降低 大面积电极表面粗糙度的影响很小 外施电压的波形和极性 负极性操作冲击比交流冲击场强受电极面积影响要小,电极的老练,定义
3、: 在高气压下,当外施场强的大小为100kV/cm时,击穿电压开始随放电次数的增加而提高,最后达到一稳定值。,4.导电微粒的污染,影响因素 相关机理 抑制微粒污染作用的技术,4.1.1 微粒材料,两类:导电微粒及绝缘微粒,微粒受力模型,不均匀电场下自由导电微粒受力模型,(a)微粒在接地电极表面时,(b)微粒在间隙中悬浮时,交流下非球体微粒分析,4.1.2 微粒尺寸及形状,形状:细长形微粒比球形微粒的影响要大,自由导电微粒的运动轨迹与施加电压、微粒尺寸、微粒和电极材料的性质及电极表面状况有关,4.1.3 微粒运动,直流电压作用下微粒运动的仿真,t=07.5s时半径a=1mm的球状微粒的轨迹,(a
4、)微粒在x-z平面内的运行轨迹,(b)微粒在x-t及z-t平面内的运行轨迹,微粒运动轨迹与电压关系(t=012.5s),不同反射系数下微粒运动轨迹的x-t图,“飞萤”:直流电压下,微粒在一定电场作用下被举起,飞向另一电极。微粒将在电极间,直流电压下,内电极为负极性:击穿电压明显低于无微粒时的击穿水平 内电极为正极性:击穿电压可达很高的值,如电压降低,微粒便在电极间飞速运动而导致在内电极处引发击穿。,交流电压下,穿越电压随线性微粒长度的增加而明显降低,4.1.4 电压波形、持续时间及极性,在交流和直流电压下,同轴系统的击穿出现在微粒一端接触或接近中心导体 脉冲电压下,大微粒(1mm)在脉冲时间内
5、将不会运动 中心导体是正极性及在高气压时,有自由微粒情况下,击穿电压通常较低,4.1.5 固定导电微粒对放电的影响,电晕稳定作用 操作冲击时,电晕稳定与波前时间的长短有关系,UHF检测固定金属微粒导致的局部放电,4.2 击穿机理,微粒端部畸变电场中电离增加; 运动微粒周围气体密度下降; 由微粒与电极之间的微放电引起的触发作用; 微粒端部与电极接触瞬间的冲击电场等。,4.3 控制微粒污染作用的技术,使气体绝缘系统更能容忍微粒 电极上覆盖介质 采用混合气体来降低击穿特性对电场变化的敏感 改进支撑绝缘子的结构设计,使微粒固定或限制在低电场 用粘性的涂料涂于外电极内表面,粘住微粒使其不能运动 绝缘子上
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- 介绍 GIS 装置 及其 绝缘 技术 第四
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