覆膜對GIS中自由導(dǎo)電微粒運(yùn)動行為的影響.pdf

1、以SF6氣體為絕緣介質(zhì)的氣體絕緣金屬封閉系統(tǒng)(Gas Insulated MetalEnclosed System，即GIS)具有性能穩(wěn)定、可靠性高、傳輸容量大、損耗小、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在特高壓輸電和離岸大規(guī)模風(fēng)電輸送等領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用前景。
　　GIS在生產(chǎn)、運(yùn)輸、運(yùn)行等過程中由于設(shè)備振動、摩擦、解吸附等不可控制因素將不可避免地產(chǎn)生金屬微粒，對GIS絕緣性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，具體表現(xiàn)為:
　　1)沉積在外腔體表面的金屬微粒將

2、畸變其電場分布，引發(fā)內(nèi)部局部放電;
　　2)受電場力的作用在GIS腔體內(nèi)發(fā)生定向移動，減小間隙距離，引發(fā)間隙擊穿;
　　3)定向移動并附著于絕緣子表面，畸變絕緣子表面電場分布，引發(fā)沿面閃絡(luò)。
　　相關(guān)研究表明，GIS中存在金屬微粒時，可導(dǎo)致其內(nèi)部絕緣強(qiáng)度下降90％，嚴(yán)重影響GIS運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。
　　外腔體內(nèi)表面覆膜是抑制金屬微粒運(yùn)動、改善金屬微粒污染問題的一種重要措施。覆膜后，微粒與電極間的碰撞特性、電荷

3、量、啟舉電壓可能會發(fā)生改變，本文對此展開研究。
　　根據(jù)運(yùn)動學(xué)原理，搭建了碰撞系數(shù)測量平臺，研究了覆膜后微粒與電極表面的碰撞恢復(fù)系數(shù)。分別獲得了粒徑、碰撞速度、覆膜材料和覆膜厚度對碰撞系數(shù)的影響規(guī)律，并進(jìn)行了回歸分析。實(shí)驗(yàn)表明，通過采用硬度小彈性好的硅橡膠絕緣層可以達(dá)到控制微粒與電極碰撞后彈起高度的目的。
　　基于法拉第籠，搭建了直流電壓下空氣中微粒帶電量測量實(shí)驗(yàn)平臺，獲得了覆膜對微粒帶電量的影響規(guī)律。對不同電極覆膜（PET

4、膜、硅橡膠膜等）時的帶電量進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)覆膜并不影響微粒的最終帶電量，只是延長了微粒的充電時間。根據(jù)覆膜后微粒與薄膜間的傳導(dǎo)帶電機(jī)理，對上述結(jié)果進(jìn)行了解釋。
　　本文建立了覆膜后金屬微粒啟舉實(shí)驗(yàn)平臺，獲得了直流電壓下空氣中微粒的啟舉電壓。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)覆膜對微粒有明顯的靜電吸附作用，使得啟舉電壓明顯提高;研究了薄膜材質(zhì)、厚度對微粒啟舉電壓的影響。實(shí)驗(yàn)表明，電極表面覆上同樣厚度的硅橡膠膜比PET膜情況下的啟舉電壓大，隨著薄膜厚度的增大，