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六氟化硫混合气体的绝缘性能研究

六氟化硫混合气体的绝缘性能研究

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  • 发布时间:2024-06-03 11:09
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【概要描述】氮气/六氟化硫混合气体具有良好的绝缘性能,在GIL等高压设备中适用性广泛。然而,该混合气体的开断能力较差,不适用于具有开断任务的设备中。综合考虑下,氮气/六氟化硫混合气体作为绝缘介质在生态和经济角度上具有优势。进一步的研究表明,该混合气体的绝缘强度与氮气中六氟化硫的浓度及压力相关,可以根据具体需求进行调节。

六氟化硫混合气体的绝缘性能研究

【概要描述】氮气/六氟化硫混合气体具有良好的绝缘性能,在GIL等高压设备中适用性广泛。然而,该混合气体的开断能力较差,不适用于具有开断任务的设备中。综合考虑下,氮气/六氟化硫混合气体作为绝缘介质在生态和经济角度上具有优势。进一步的研究表明,该混合气体的绝缘强度与氮气中六氟化硫的浓度及压力相关,可以根据具体需求进行调节。

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六氟化硫混合气体的绝缘性能研究
氮/六氟化硫混合气体是六氟化硫混合气体中最受欢迎的研究。这种混合气体适用于绝缘。以下是国际大电网会议的研究。
研究成果汇编成技术小册子260(the Technical Brochure No.260)。现将研究结果简述如下。
氮/六氟化硫混合物具有良好的绝缘性能,即使在六氟化硫含量较低的情况下。六氟化硫气体含量为10%~20%,可达到适当的绝缘性能,而10%~20%的六氟化硫气体含量在技术、生态、环境等方面都适合GIL。为了达到纯六氟化硫气体的绝缘强度,只需适当增加45%~70%左右的压力,六氟化硫的用量和泄漏率将降低70%~85%左右。设备设计中也容易考虑电极曲率和粗糙度引起的场强增加。
国际大电网会议(CIORE)组成一个特殊的工作组织(TASK FORCE D1.03.10)研究了氮/六氟化硫混合气体的绝缘性能及其使用方法,特别是在气体绝缘输电管道中(GIL)使用。一方面,研究的目的是减少对温室效应的影响;第二,使用混合气体可以降低成本,这对气体消耗量大的GIL尤为重要。


在这种混合气体中,杂质下的击穿电压略低于具有相同绝缘强度的纯六氟化硫气体。但现有的诊断装置可用于这种混合气体,比纯六氟化硫气体具有相同或更高的检测灵敏度。带电部件固定杂质的放电电流和信号发射与纯六氟化硫气体相似。活性杂质的信号发射与气体类型和混合比无关。
这种混合气体的电流零灭弧能力和电流开断性能都很差,甚至隔离开关对母线小充电电流的开断能力也会大大降低。主导放电通道更经常地改变方向。与纯六氟化硫气体相比,主导放电分支和触头之间的电弧对地面闪络的风险更大。地面闪络是由于主导放电在触头中传播时的分支。当触头之间的纵向电场突然变成横向电场,连续接触头的主导分支产生横向分支,形成地面横向电场时,就会出现这种现象。氮/六氟化硫混合气体开断能力差是由于先导阶跃比纯六氟化硫气体中的数量多,先导阶跃变方向的概率更大。


国际电工委员会IEC6125标准规定了在最恶劣条件下切断GIS中母线充电电流的试验程序。一个六氟化硫绝缘隔离开关通过了550KV和420KV所需的50次切断试验。在具有相同绝缘强度的氮/六氟化硫混合气体中进行试验时,在420KV下只关闭了17次,发生了两次对地闪络。因此,这种混合气体不适用于任何切断任务。在一些氮/六氟化硫绝缘的GIS中,六氟化硫气体的总量至少可以是,但所有执行切断任务的办公室都应该纯化六氟化硫气体。因此,如果在GIS中用氮/六氟化硫混合气体代替六氟化硫气体,将获得不经济的技术解决方案,没有生态优势。但氮/六氟化硫混合气体适用于没有切断任务的高压设备,并被证明特别适用于GIL。
简而言之,长期以来,人们对寻找六氟化硫气体的替代气体进行了大量的研究,但没有成功。研究表明,从绝缘的角度来看,只有氮气(氮气)和空气才能取代六氟化硫气体。它们的绝缘能力只有六氟化硫气体的三分之一。但使用这些气体,重新设计设备,并消耗大量材料。


氮/六氟化硫混合气体从生态和经济的角度来看是一种很好的替代气体。氮/六氟化硫混合气体的穿透强度与氮中六氟化硫的浓度和压力有关。从技术上讲,氮的成分达到40%,电强度几乎没有变差。即使是80%的氮气 20%六氟化硫的混合气体也具有纯氮气或空气电强度的两倍以上。
六氟化硫混合气体只能作为绝缘介质,不能作为断路器中的灭弧介质。

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