第五章-六氟化硫气体绝缘

1、高电压绝缘技术高电压绝缘技术第五章第五章 六氟化硫气体绝缘六氟化硫气体绝缘HV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityGIS变电站变电站HV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityGIS变电站变电站HV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityGIS变电站变电站HV & EMC Laboratory North China Electric Power Un

2、iversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power University在电弧中，分解、反应，产生在电弧中，分解、反应，产生SOF2、 SO2F4、 SOF4、 SF4

3、、WF6等等与水反应生产与水反应生产HF在水分较多时，在水分较多时，200度以上发生水解生成度以上发生水解生成HF、SO2在电晕中生产低氟物。在电晕中生产低氟物。因此：要求严格控制水分，选用环氧树脂、聚因此：要求严格控制水分，选用环氧树脂、聚四氟乙烯、氧化铝陶瓷等材料。四氟乙烯、氧化铝陶瓷等材料。HV & EMC Laboratory North China Electric Power University1）SF6会聚集在地面会聚集在地面防窒息防窒息工作面要工作面要通风通风2） 杂质有毒杂质有毒严格控制纯度严格控制纯度3）在设备内部吸附剂）在设备内部吸附剂4) 工作人员接触有毒气体

4、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HV & EMC Laboratory North China Electric Power University1）均匀电场中介）均匀电场中介电强度约为相同电强度约为相同气压下空气的气压下空气的2.53倍倍2)0.3MPa时约和时约和变压器油的相当变压器油的相当HV & EMC Laboratory North China Electric Power University原因原因:1) 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,阻碍放电阻碍放电的形成和发展的形成和发展2)分子直

5、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,不易积累能量不易积累能量,而而SF6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3)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,减弱其减弱其碰撞电离能力碰撞电离能力HV & EMC Laboratory North China Electric Power University)(exp0 xdxnHV & EMC Laboratory North China Electric Power University当当E/p大于临界值大于临界值(E/p)c

6、rit=885kV/(cmMPa)时时,有效电离系数大于零有效电离系数大于零,放电放电才可能发展才可能发展在在20度且度且E/p处于处于6001200kV/(cmMPa)时时:)/(1)550(24MPacmpEp)/(1)(MPacmpEpEpcrit=27.7kV-1HV & EMC Laboratory North China Electric Power University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,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5 .1813lnKndcritpdpdKpEpEcritb

7、5 . 0885/)(5 . 0885pdUb当当pd较大时：较大时：pdUb885)/(885)(MPacmkVpEpEcritbHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversitypKdxpEpxEKndxxccxhhcritcritxhh/)()(ln)(HV & EMC

8、 Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityxxFexpexp1)( nxxFxFnnlnexpexp111)(1HV & EMC Laboratory North Chi

9、na Electric Power University已知：已知：r=1cm；R/r=e；p=0.1MPaxUrRxUExln)/(1)(MPacmpEpEpcrit2451)/(7 .275 .88 7 .27xUEx5 .88/0Ux 0130 xrdx13)(2451ln7 .2700rxrxUkVUb5 .99HV & EMC Laboratory North China Electric Power University电场的不均匀程度对击穿电压电场的不均匀程度对击穿电压影响很大影响很大，特别是最大电场，特别是最大电场实际中尽量减小最大电场。实际中尽量减小最大电场。在均匀场

10、和稍不均匀场，在均匀场和稍不均匀场，SF6击穿电压是空气的击穿电压是空气的3倍；而极不倍；而极不均匀场，比较接近。均匀场，比较接近。例对同轴圆柱结构取例对同轴圆柱结构取R=3r。球形结构取球形结构取R=2r；R=2.2rHV & EMC Laboratory North China Electric Power University击穿电压有极性效应和饱和现击穿电压有极性效应和饱和现象象稍不均匀场：负极性击穿电压稍不均匀场：负极性击穿电压低低HV & EMC Laboratory North China Electric Power University稍不均匀场稍不均匀场SF

11、6间隙的击穿电压估算：间隙的击穿电压估算：绝缘利用系数：绝缘利用系数：maxEEavdEUbbcritfhbEKKE 击穿场强与电场均匀程度、电极表面粗糙击穿场强与电场均匀程度、电极表面粗糙度、面积等有关：度、面积等有关：其中电极曲率系数：其中电极曲率系数：crithEEK/maxHV & EMC Laboratory North China Electric Power University其中电极表面粗糙其中电极表面粗糙系数系数系数系数Kf：HV & EMC Laboratory North China Electric Power University判断是否判断是否为极

12、不均匀场。为极不均匀场。当当rrt时，击穿前无局部时，击穿前无局部放电放电有关有关HV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV & EMC Laboratory North China Electric