SF6／N2混合气体的放电特性

为了探讨SF6／N2混合气体代替纯SF6气体作为气体绝缘开关装置（GLS）绝缘介质的可行性,阐述了SF6／N2混合气体放电的基本参数,给出了Wieland插值的适用条件,并对SF6／N2混合气体在不同混合比、电压波形及电压下的放电特性进行了试验研究。研究结果表明：SF6／N2的电晕稳化作用比纯SF6中的要强,当气压较高时,混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低,而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关系。所以,在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下,可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度。     

SF_6/N_2混合气体的放电特性

为了探讨SF6 /N2 混合气体代替纯SF6 气体作为气体绝缘开关装置 (GIS)绝缘介质的可行性 ,阐述了SF6 /N2 混合气体放电的基本参数 ,给出了Wieland插值的适用条件 ,并对SF6 /N2 混合气体在不同混合比、电压波形及气压下的放电特性进行了试验研究 .研究结果表明 :SF6 /N2 的电晕稳化作用比纯SF6 中的要强 ,当气压较高时 ,混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低 ,而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关线 .所以 ,在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下 ,可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度 .     

光声光谱技术应用于SF6局部放电分解组分检测

针对SF6局部放电下分解组分传统检测方法存在的消耗被测气体多、检测时间长、不适用于在线监测等不足,利用光声光谱技术具有检测气体灵敏度高、不消耗被测气体等特点,研究了用于SF6局部放电分解组分检测技术,给出了局部放电下SF6分解特征组分SO2、CO2、CF4的特征频谱,利用研制的光声光谱实验平台获得了气体的光声信号与气体体积分数关系,得到了SO2、CO2、CF4的最低检测限分别为3.8×10-6、3.1×10-6、4.7×10-6,建立了用于降低SO2、CO2、CF4混合气体的光声信号交叉响应的RBF神经网络算法,使3种气体平均检测误差分别降为5.6％、1.6％、3.3％,提高了检测准确度,并用气相色谱法和检测管法的对比测量验证了其可信性,为解决交叉响应的影响问题提供了一种技术手段.     

SF6及其混合气体临界击穿场强计算与特性分析

为了在弧后电击穿评估时得到热态SF6及其替代或混合气体的准确临界击穿场强,通过求解两项近似Boltzmann方程,得到了SF6气体在0.4MPa和0.8MPa下、300～3 000K范围内的折合临界击穿场强(E/N)cr。结果表明:SF6气体的(E/N)cr随温度升高而跌落,其减小速度与SF6的分解速度有关;在1 500～2 500K范围内,SF6气体在0.8MPa下的(E/N)cr明显高于0.4MPa下的(E/N)cr,而在其他温度下,二者的(E/N)cr非常接近。同时,计算了SF6-CF4、SF6-CO2、SF6-O2、SF6-CH4、SF6-C2H6和SF6-CHF3在300K下的(E/N)cr,发现当x(SF6)超过10%以后,6种混合气体的(E/N)cr随x(SF6)近似线性变化,且6种纯气体中CF4和O2的(E/N)cr最大,而与SF6混合后,SF6-CF4和SF6-O2的(E/N)cr相当,仍高于其他混合气体。此外,还引入了SF6与混合气体击穿场强的比值r,在一定范围内只要混合比例与压强适当,混合气体可得到与SF6相当的击穿场强。     

低微水的体积分数对SF_6局部放电及分解特性的影响

为了研究交流电压、低体积分数(1 350×10-6)条件下水分对SF6气体局部放电及分解特性的影响,搭建了SF6绝缘电力设备实验及检测平台,详细描述了金属突出物缺陷下局部放电量及SOF2、SO2F2、SO2、CO2等4种气体分解产物随微水的体积分数的变化规律。结果表明,平均局部放电量和总体放电量都随微水的体积分数呈现先下降后上升的趋势;微水的体积分数的增加对几种产物均有促进作用,且对3种含硫产物的促进作用强于对CO2的促进作用。气体产物体积分数比值φ(SOF2+SO2)/φ(SO2F2)随微水的体积分数的变化表现出较好的稳定性,最终稳定在3~4之间;φ(SOF2+SO2+SO2F2)/φ(CO2)则随着φ(H2O)的增加呈现总体增长的趋势,其低微水的体积分数下的值在2.5~3之间。因此,SF6气体分解检测法应用过程中需要充分考虑微水的体积分数的影响。     

SF_6气体放电分解产物的研究

随着电力工业的迅速发展,SF6电气设备数量不断增多,它已逐渐取代传统的绝缘油材料作为高压电气设备中的绝缘及灭弧介质。本文介绍了检测SF6电气设备中SF6气体分解物的重要意义,分析了SF6气体的基本性质及其在放电条件下分解物的基本情况,为了对实际工作中的高压电气设备进行模拟,设计并制作了一套高压放电下SF6气体分解模拟装置,完成了SF6气体放电模拟实验,最后利用气相色谱-质谱联用技术对模拟装置分解产物样品进行了检测分析,得到了分解物的成分及含量。     

2种局部放电类型下SF6分解组分检测及特性分析

为研究不同绝缘缺陷引起的局部放电下SF6气体的分解特性,探索识别不同绝缘缺陷的分解气体特征量,笔者在研制的SF6气体分解试验平台上,模拟了金属突出物和绝缘子金属污染物2种典型绝缘缺陷引起的局部放电下SF6气体的分解,检测了2种缺陷下CF4、SO2F2、SOF23种分解气体的含量随时间的变化规律,并研究了2种缺陷下SOF2/SO2F2、SO2F2/CF4、SOF2/CF43组组分含量比值的特性.结果表明,2种局部放电下SF6分解生成的主要稳定衍生物中均能检测到SOF2、SO2F2和CF4,但2种缺陷下这些组分的变化规律具有显著的差异,同时研究表明,2种绝缘缺陷下SOF2/SO2F2、SO2F2/CF4、SOF2/CF43组组分含量比值具有明显的不同,因此,可以将SF6分解气体的含量比值作为识别2种绝缘缺陷类型的特征量.     

镁合金性能与熔炼的探究

介绍了镁合金的分类和组织与性质特点,并介绍了镁合金的主要熔炼方法。熔炼设备,熔剂及气体保护熔炼技术,保护性气体有SF6、CO2、SO2、N2等或它们的混合气体,SF6和CO2是有害气体科学家研究用氩气替代SF6和CO2作为镁合金熔炼保护气体。     

镁合金生产中SF_6混合气体的工业化应用

根据气体保护机理 ,采用 SF6 混合气体保护镁合金熔液。论述了保护的原理、方法 ,介绍了混合气体各组元的配比、流量 ,提出了在气体保护工艺中需要注意的问题。对镁合金的熔炼质量和工作环境均能得到极大改善     

直流电压作用下极不均匀电场中SF_6/N_2混合气体局部放电起始特性研究

为了解决直流气体绝缘输电线路(GIL)中绝缘气体SF_6高温室效应、价格昂贵等问题,采用SF_6与N_2混合绝缘的解决方案。针对直流GIL中极不均匀电场的情形,搭建直流高压试验平台,研究了SF_6/N_2混合气体在不同SF_6体积分数、不同电压极性和不同气压条件下的局部放电起始特性。结果表明:气压为0.3 MPa电场畸变特别严重时,SF_6/N_2混合气体的起始放电电压(U_0)会高于纯SF_6气体的起始放电电压,且电场畸变越严重,混合气体U_0高于纯SF_6气体所需的SF_6含量越低;曲率半径(r)为20、50μm的尖端气体相对绝缘强度(k)随SF_6含量变化的趋势一致,呈现双峰形状,r为100、120和160μm的尖端k随SF_6变化呈现单峰形状,且负极性电压下的k高于正极性电压下的k;r为20μm的尖端在SF_6浓度为20%时,0.1～0.3 MPa气压范围内混合气体U_0高于纯SF_6气体,气压为0.4 MPa时,混合气体U_0为纯SF_6气体的95%,已基本达到纯SF_6气体的绝缘强度。     

六氟化硫氛围针-板电极尖端放电演化特征分析

为研究SF6气体绝缘设备在尖端缺陷下局部放电演化特征,模拟GIS中可能出现的尖端缺陷。采用脉冲电流法测量了尖端放电脉冲序列,同时利用局部放电检测仪测得放电的PRPD谱图,分析了SF6气体中尖端放电的演化特征。为进一步确定GIS中尖端放电的发展过程及危险度,采用内外置特高频传感器采集到局部放电的特高频电磁波信号,获取了放电PRPD谱图,分析了尖端放电演化过程。结果表明,随外施电压增加,尖端放电的正半周幅值明显高于负半周,正、负半周的上升沿和下降沿放电量随外施电压增大而增大。当GIS内存在尖端缺陷时,在外施电压远低于GIS正常运行电压时就已经发生放电,且放电结果和实验室模型中结果一致。因此,可以考虑采用实验室模型来研究220k V GIS中尖端局部放电发展过程。     

镁合金生产中SF6混合气体的工业化应用

根据气体保护机理，采用SF6混合气体保护镁合金熔液。论述了保护的原理、方法，介绍了混合气体各组元的配比、流量，提出了在气体保护工艺中需要注意的问题。对镁合金的熔炼质量和工作环境均能得到极大改善。     

基于SO2及H2S含量测试的SF6设备运行状态分析

本文在阐述SF6气体分解机理的基础上,分析了故障状态下SF6断路器内部常见故障部位及气体分解物的对应关系,提出了通过定量检测SF6分解物含量来反映SF6断路器早期内部放电情况,并给出了具体的判定标准。通过对某变电站断路器的实例检测,在一定程度上实现对SF6设备运行状况的状态监控。     

直流电晕放电现象在针板式电除尘中的表现

电晕放电是指气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。是最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很小的尖端电极附近,由于局部电场强度超过气体的电离场强,使气体发生电离和激励,因而出现电晕放电引。发生电晕时在电极周围可以看到光亮,并伴有咝咝声。电晕放电可以是相对稳定的放电形式,也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。     

国外撷英

日本东京都工业技术研究所研制成一套高效分解高浓度三氯乙烯的设备.该设备可完全分解2300ppm高浓度三氯乙烯.整套分解设备由动力装置、提供混合气体的气泵、控制混合气体流量的流量计、气化有害物质的气化器、分解已气化有害物质的放电电解箱和洗涤已分解气体、使其无害化的碱性洗涤柱组成.该设备采用一对面积各为70mm~2×70mm~2的电极,两根电极相距3mm,其中一根电极用钛制成,另一个电极是层叠陶瓷的铜电极.混合气体进入两个电极之间时,三氯乙烯和臭氧发生化学反应,三氯乙烯分解成氯化氢和二氧化碳.在6kV高压电下约产生7.2g/m~3臭氧,以0.5L/min的流速进入该设备的空气蒸发了有害的有机化合物,化合物在通过该分解设备时,在臭氧的氧化作用和放电电解下被分解,2300ppm三氯乙烯被完全分解,     

40.5kV低SF_6含量气体绝缘金属封闭开关柜样机研制

SF6气体是6种温室效应气体之一,气体绝缘金属封闭式开关设备(C-GIS)目前基本采用SF6气体作为绝缘介质,研制一种减少或杜绝SF6气体使用的低SF6含量气体绝缘开关设备成为当下开关领域亟待解决的问题.基于现有40.5kV SF6气体绝缘开关柜气室建立三维模型,计算其电场分布、载流温升、场强等特性并对存在问题进行仿真优化;确定SF6体积分数为30%、充气压力为0.15MPa的SF6-N2混合气体为开关柜气室绝缘介质;优化设计后气室内电场强度最大值明显降低,隔离断口、接地断口、真空灭弧室绝缘拉杆的电场强度最大值分别由7.28、7.81、8.24kV/mm降至5.05、5.03、4.21kV/mm,1.1倍额定电流时气室内温度最高值为67℃.基于上述结论研制一种40.5kV低SF6含量C-GIS样机,对样机进行工频耐压试验、雷电冲击耐压试验和温升试验,样机无闪络现象发生,温升符合国家标准要求,顺利通过型式试验测试.     

介质阻挡放电中放电丝的准粒子行为

采用特殊的水电极介质阻挡放电装置,观察了大气压下氩气/空气混合气体放电中放电丝的准粒子行为.实验发现当空气含量较低时,运动的2个放电丝之间表现出明显的吸引作用;而当放电气体中空气含量较高时,运动的2个放电丝之间表现出明显的排斥作用.     

SF_6气体中绝缘子沿面放电的发光特性

利用光电倍增管及高速摄影机 ,对SF6气体中绝缘子沿面预放电及放电通道形成过程中的发光进行了检测 ,得出快速振荡冲击 (FOI)比雷电冲击 (LI)更容易使绝缘子沿面的SF6气体产生电离与复合 ,从而造成快速振荡冲击电压下 ,极不均匀场中绝缘子沿面放电电压的降低 .试验结果还证实 ,雷电冲击下绝缘子沿面放电遵循先驱机理 ,而快速振荡冲击下放电遵循先驱与高频联合机理 .     

气体成分对等离子体斑图的影响

采用双水电极介质阻挡放电装置,在大气压下研究了氩气和空气混合气体中气体成分对等离子体斑图(包括四边形斑图和六边形斑图)的影响.四边形斑图和六边形斑图的电压范围随着空气含量的增加而逐渐增大.实验测量了击穿电压随空气含量变化的关系.结果发现:击穿电压随着空气含量的增加而增大,但不成简单的线性关系.在氩气放电中,击穿电压值随着放电间隙的增大而增大.     

CF_4及其N_2混合物的工频击穿特性研究

SF6具有高绝缘强度和良好灭弧性能,但其温室效应指数(GWP)过高,且液化温度较高,不适合在极寒地区使用,为研究能在极寒地区使用的绝缘气体,文中针对极寒地区气体绝缘设计的要求,研究了具有低温室效应指数、低液化温度的CF_4,及其N_2混合物的工频击穿特性,实验结果表明:CF_4及其N_2混合物的工频击穿电压随气压的增加出现饱和现象;在极不均匀场中击穿电压随电极距离增大也出现饱和现象;20%的CF_4/N_2混合气体为最佳混合比,其绝缘强度为纯CF_4击穿电压80%以上,纯SF6的50%左右,并具有较低液化温度和GWP指数,可作为极寒条件下SF6的替代气体。