氣體放電試驗裝置的研制及其應(yīng)用.pdf

1、氣體是一種實用的絕緣介質(zhì),不管是中壓領(lǐng)域的環(huán)網(wǎng)柜還是高壓領(lǐng)域的氣體絕緣組合電器,都需要?dú)怏w絕緣介質(zhì)。而SF6氣體是一種使用量很大的氣體絕緣介質(zhì)，在中壓領(lǐng)域特別是12kV環(huán)網(wǎng)柜市場上占有大部分份額。但近年來的研究發(fā)現(xiàn)SF6是溫室效應(yīng)氣體之一，是影響全球變暖的重要因素，因此人們著手研究新的絕緣介質(zhì)取代SF6。氣體絕緣水平的高低常通過氣體放電試驗來驗證，因此，我們很有必要研發(fā)一套氣體放電裝置來研究SF6混合氣體以及環(huán)保型氣體的放電特性，并為該

2、氣體的推廣做好前期技術(shù)儲備。
　　本文研究氣體放電特性的思路是基于以下三種典型的電場：均勻電場、稍不均勻電場和極不均勻電場。三種電場模型可通過一定條件下的板-板、球-球、針-板電極來實現(xiàn)，而氣體放電不僅包括氣體本體放電還包括沿著絕緣結(jié)構(gòu)表面的放電。因此，一套完整的放電裝置要能實現(xiàn)放電現(xiàn)象的觀測，不應(yīng)在試驗過程中造成設(shè)備表面爬電；設(shè)備在試驗過程中因電擊損壞。其次，還應(yīng)具有抽真空、充放氣、電極切換、間距調(diào)節(jié)等基本功能。再次，氣體放電試

3、驗裝置也是一種承壓容器，要滿足壓力設(shè)備安全使用要求，法蘭壁厚、封口連接、壓力顯示、密封保壓、超壓泄放等要求必須得到保證。
　　本文通過查閱國內(nèi)外資料，對氣體絕緣設(shè)備做了充分的分析和比較，指出其優(yōu)缺點(diǎn)。通過對罐體壁厚和承壓能力的詳細(xì)計算，確定了罐體的外形尺寸；通過比較幾種調(diào)節(jié)電極方案的優(yōu)缺點(diǎn)選擇了一種動密封方案；通過對壓力容器其密封的關(guān)鍵參數(shù)研究確定了與密封有關(guān)的尺寸及配合間隙。
　　在進(jìn)行裝置的電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先確定了高壓

4、引入端絕緣子/套管的外形尺寸、閃絡(luò)距離。借助ANSYS仿真軟件分析了各種電極情況下的電場分布，并根據(jù)仿真結(jié)果對電極結(jié)構(gòu)、高壓套管的外形和尺寸做了優(yōu)化。最后研制成功了一整套結(jié)構(gòu)較合理、功能較齊全的氣體絕緣試驗裝置，為環(huán)保型氣體的研究做好準(zhǔn)備。
　　最后利用本套裝置進(jìn)行SF6氣體的放電試驗，及SF6/N2混合氣體的絕緣試驗，將試驗結(jié)果和前人研究的結(jié)論對比，所測數(shù)據(jù)基本吻合，所有試驗均達(dá)到了預(yù)期效果，從而證明用本套裝置進(jìn)行環(huán)保氣體絕緣方