改第5章-六氟化硫气体绝缘.ppt
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1、山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室高电压绝缘技术高电压绝缘技术第五章 六氟化硫气体绝缘山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室GIS变电站变电站优点:优点:优点:优点:1 1)体积小)体积小)体积小)体积小2 2)灭弧能)灭弧能)灭弧能)灭弧能力强力强力强力强3 3)不受外)不受外)不受外)不受外界影响界影响界影响界影响山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第一节第一节 引言引言绝缘结构绝缘结构绝缘结构绝缘结构1 1)SFSF6 6气隙绝缘气隙绝缘气隙绝缘气隙绝缘2 2)SFSF6 6与绝缘子沿面
2、绝缘与绝缘子沿面绝缘与绝缘子沿面绝缘与绝缘子沿面绝缘3 3)出线绝缘(套管)出线绝缘(套管)出线绝缘(套管)出线绝缘(套管)圆板形盘形锥形山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第一节第一节 引言引言绝缘结构绝缘结构绝缘结构绝缘结构山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第一节第一节 引言引言SFSF6 6 的物理化学性质的物理化学性质的物理化学性质的物理化学性质1 1)无色无味)无色无味)无色无味)无色无味2 2)较高的介电强度较高的介电强度较高的介电强度较高的介电强度3 3)优良的灭弧能力)优良的灭弧能力)优良的灭弧能力)优良的灭弧能力4)4)不可燃不可燃不可燃不可燃5)5)放电时会产
3、生有毒物质放电时会产生有毒物质放电时会产生有毒物质放电时会产生有毒物质6)高压下会液化高压下会液化高压下会液化高压下会液化7)能与水发生反应产生腐蚀能与水发生反应产生腐蚀能与水发生反应产生腐蚀能与水发生反应产生腐蚀物质物质物质物质山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第一节第一节 引言引言SFSF6 6 的物理化学性质的物理化学性质的物理化学性质的物理化学性质1 1)SFSF6 6会聚集在地面会聚集在地面会聚集在地面会聚集在地面防窒息防窒息防窒息防窒息工作面要通工作面要通工作面要通工作面要通风风风风2 2)杂质有毒杂质有毒杂质有毒杂质有毒严格控制纯度严格控制纯度严格控制纯度严格控制纯度3
4、3)在设备内部吸附剂)在设备内部吸附剂)在设备内部吸附剂)在设备内部吸附剂4)4)工作人员接触有毒气体时要带放毒面具工作人员接触有毒气体时要带放毒面具工作人员接触有毒气体时要带放毒面具工作人员接触有毒气体时要带放毒面具和防护手套和防护手套和防护手套和防护手套山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第二节第二节 均匀场和稍不均匀场和稍不均匀场中均匀场中SF6的击穿的击穿2.1 SF2.1 SF6 6的介电强度的介电强度的介电强度的介电强度1 1)均匀电场中)均匀电场中)均匀电场中)均匀电场中介电强度约为介电强度约为介电强度约为介电强度约为相同气压下空相同气压下空相同气压下空相同气压下空气的气的
5、气的气的2.532.53倍倍倍倍2)0.3MPa2)0.3MPa时约和时约和时约和时约和变压器油的相变压器油的相变压器油的相变压器油的相当当当当山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第二节第二节 均匀场和稍不均匀场中均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿的击穿2.1 SF2.1 SF6 6的介电强度的介电强度的介电强度的介电强度原因原因原因原因:1)1)极强的电负性极强的电负性极强的电负性极强的电负性,容易吸附电子形成负离子容易吸附电子形成负离子容易吸附电子形成负离子容易吸附电子形成负离子,阻碍放电的阻碍放电的阻碍放电的阻碍放电的形成和发展形成和发展形成和发展形成和发展2)2)分子直径大分子直径
6、大分子直径大分子直径大,使电子平均自由行程缩短使电子平均自由行程缩短使电子平均自由行程缩短使电子平均自由行程缩短,不易积累能量不易积累能量不易积累能量不易积累能量,而而而而SFSF6 6的电离电位较大的电离电位较大的电离电位较大的电离电位较大,因而减小了电离的可能性因而减小了电离的可能性因而减小了电离的可能性因而减小了电离的可能性3)3)电子与气体分子相遇时电子与气体分子相遇时电子与气体分子相遇时电子与气体分子相遇时,因极化增加能量损耗因极化增加能量损耗因极化增加能量损耗因极化增加能量损耗,减弱其减弱其减弱其减弱其碰撞电离能力碰撞电离能力碰撞电离能力碰撞电离能力山东省特高压输变电技术与气体放电
7、重点实验室第二节第二节 均匀场和稍不均匀场中均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿的击穿2.2 SF2.2 SF6 6的电离系数的电离系数的电离系数的电离系数电子崩发展过程中电子崩发展过程中电子崩发展过程中电子崩发展过程中,电子数目计算电子数目计算电子数目计算电子数目计算:电子电离系数电子电离系数电子电离系数电子电离系数电子附着系数电子附着系数电子附着系数电子附着系数有效电离系数有效电离系数有效电离系数有效电离系数山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第二节第二节 均匀场和稍不均匀场中均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿的击穿2.2 SF2.2 SF6 6的电离系数的电离系数的电离系数的电离系数当当
8、当当E/pE/p大于临界值大于临界值大于临界值大于临界值(E/(E/p)p)critcrit=885kV/(cmMPa)=885kV/(cmMPa)时时时时,有效有效有效有效电离系数大于零电离系数大于零电离系数大于零电离系数大于零,放电才可能发放电才可能发放电才可能发放电才可能发展展展展在在在在2020度且度且度且度且E/pE/p处于处于处于处于6001200kV/(cmMPa)6001200kV/(cmMPa)时时时时SF6SF6的的的的a/p=a/p=f(E/pf(E/p)的关系可写为的关系可写为的关系可写为的关系可写为:=27.7kV=27.7kV-1-1或山东省特高压输变电技术与气体放
9、电重点实验室第二节第二节 均匀场和稍不均匀场中均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿的击穿2.3 2.3 自持放电条件自持放电条件自持放电条件自持放电条件均匀电场中均匀电场中均匀电场中均匀电场中,当电子崩头部电子数达到临界值时当电子崩头部电子数达到临界值时当电子崩头部电子数达到临界值时当电子崩头部电子数达到临界值时,电子崩转入流注电子崩转入流注电子崩转入流注电子崩转入流注,放电转入自持阶段放电转入自持阶段放电转入自持阶段放电转入自持阶段由试验得到由试验得到由试验得到由试验得到n ncritcrit=0.510=0.5106868时,转入流注,实现自时,转入流注,实现自时,转入流注,实现自时,转入流注
10、,实现自持。持。持。持。即均匀及稍不均匀电场中:山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第二节第二节 均匀场和稍不均匀场中均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿的击穿2.4 SF2.4 SF6 6的巴申曲线的巴申曲线的巴申曲线的巴申曲线最小击穿电压为最小击穿电压为最小击穿电压为最小击穿电压为507V,507V,在在在在pd=3.5X10pd=3.5X10-5 5MPacmMPacm时得到时得到时得到时得到.当压力不大时当压力不大时当压力不大时当压力不大时,相同相同相同相同 pdpd有相同的有相同的有相同的有相同的U Ub b压力较大时压力较大时压力较大时压力较大时,出现偏离出现偏离出现偏离出现偏离
11、.山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第二节第二节 均匀场和稍不均匀场均匀场和稍不均匀场中中SF6的击穿的击穿2.5 2.5 电极表面状态的影响电极表面状态的影响电极表面状态的影响电极表面状态的影响现象现象现象现象:实际击穿实际击穿实际击穿实际击穿E Eb b/p/p小于小于小于小于 (E/(E/p)p)critcrit ,而且巴申曲线而且巴申曲线而且巴申曲线而且巴申曲线有分支有分支有分支有分支解释解释解释解释:电极表面有突出物电极表面有突出物电极表面有突出物电极表面有突出物当电子崩由突出物处开当电子崩由突出物处开当电子崩由突出物处开当电子崩由突出物处开始发展始发展始发展始发展,达到一定
12、长度而达到一定长度而达到一定长度而达到一定长度而使崩头电子数达到临界使崩头电子数达到临界使崩头电子数达到临界使崩头电子数达到临界值值值值n ncritcrit时时时时,间隙击穿间隙击穿间隙击穿间隙击穿山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第二节第二节 均匀场和稍不均匀场均匀场和稍不均匀场中中SF6的击穿的击穿2.5 2.5 电极表面状态的影响电极表面状态的影响电极表面状态的影响电极表面状态的影响击穿条件:当SF6压力较低时,(K/)/p值较大。此时电子崩需要延伸至整个间隙(xc=d-h),且间隙内各处E/p应较高,才可以使得上式左侧的积分过程达到右侧的击穿数值,因此,p较低时Eb/p(E/
13、p)crit。山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室当SF6压力较高时,(K/)/p值较小。此时突出物附近电场局部增强,电子崩无需要延伸至整个间隙(xc=d-h),而是(xcd-h),即可使得上式左侧的积分过程达到右侧的击穿数值,因此,p较高时Eb/p(ph)crit时,Eb/p(ph(ph)ph)critcrit时时时时,E Eb b/p/p随随随随phph的增加而下降的增加而下降的增加而下降的增加而下降山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室第二节第二节 均匀场和稍不均匀场中均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿的击穿2.6 2.6 导电微粒的影响导电微粒的影响导电微粒的影响导电微粒的影响
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- 六氟化硫 气体 绝缘
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