低微水的体积分数对SF6局部放电及分解特性的影响

钟理鹏,汲胜昌,刘凯,祝令瑜,王文浩,何文林,董雪松

(1.西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,710049,西安;2.浙江省电力公司电力科学研究院,310014,杭州)



低微水的体积分数对SF6局部放电及分解特性的影响

钟理鹏1,汲胜昌1,刘凯1,祝令瑜1,王文浩2,何文林2,董雪松2

(1.西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,710049,西安;2.浙江省电力公司电力科学研究院,310014,杭州)

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。

SF6气体绝缘电力设备;分解特性;气体分解产物;水分

SF6气体具有耐电强度高和灭弧性能好等优点,因此作为绝缘介质被广泛应用于气体绝缘电力设备中[1]。然而,当设备内部因存在绝缘缺陷而发生局部放电时,SF6气体可能会发生分解,生成SOF2、SO2F2、SO2、CO2等多种产物[2]。研究表明,气体分解产物的体积分数及变化规律与设备内部的放电状况存在关联关系,可作为设备绝缘状况的判断依据[3]。

SF6气体分解产物检测是一种可方便、有效地对SF6绝缘设备进行缺陷及故障诊断的方法,具有不易受现场电磁波干扰、检测灵敏度高等优点。SF6气体在局部放电下分解情况早在20世纪80年代就引起了学术界的关注[4]。21世纪初开始,国内多个研究院所及高校也对此开展了大量研究[5]。结果表明,SF6放电条件下的分解特性与设备内部的缺陷类型相关,且受到放电能量、微水的体积分数、气压等多种因素的影响[6]。在充分考虑这些因素的情况下,可利用其对SF6绝缘设备的运行状态进行有效评估。近年来,有学者提出产物生成速率、产物浓度比值等特征参数,以表征局部放电下SF6的分解特性[7]。……