1、高電壓絕緣技術高電壓絕緣技術第五章第五章 六氟化硫氣體絕緣六氟化硫氣體絕緣HV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityGIS變電站變電站HV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityGIS變電站變電站HV & EMC Laboratory North China Electric Power UniversityGIS變電站變電站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在電弧中，分解、反應，產生在電弧中，分解、反應，產生SOF2、 SO2F4、 SOF4、 SF4

3、、WF6等等與水反應生產與水反應生產HF在水分較多時，在水分較多時，200度以上發(fā)生水解生成度以上發(fā)生水解生成HF、SO2在電暈中生產低氟物。在電暈中生產低氟物。因此：要求嚴格控制水分，選用環(huán)氧樹脂、聚因此：要求嚴格控制水分，選用環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、氧化鋁陶瓷等材料。四氟乙烯、氧化鋁陶瓷等材料。HV & EMC Laboratory North China Electric Power University1）SF6會聚集在地面會聚集在地面防窒息防窒息工作面要工作面要通風通風2） 雜質有毒雜質有毒嚴格控制純度嚴格控制純度3）在設備內部吸附劑）在設備內部吸附劑4) 工作人員接觸有毒氣體

4、時要帶放毒面具工作人員接觸有毒氣體時要帶放毒面具和防護手套和防護手套HV & EMC Laboratory North China Electric Power University1）均勻電場中介）均勻電場中介電強度約為相同電強度約為相同氣壓下空氣的氣壓下空氣的2.53倍倍2)0.3MPa時約和時約和變壓器油的相當變壓器油的相當HV & EMC Laboratory North China Electric Power University原因原因:1) 極強的電負性極強的電負性,容易吸附電子形成負離子容易吸附電子形成負離子,阻礙放電阻礙放電的形成和發(fā)展的形成和發(fā)展2)分子直

5、徑大分子直徑大,使電子平均自由行程縮短使電子平均自由行程縮短,不易積累能量不易積累能量,而而SF6的電離電位較大的電離電位較大,因而減小了電離的可能性因而減小了電離的可能性3)電子與氣體分子相遇時電子與氣體分子相遇時,因極化增加能量損耗因極化增加能量損耗,減弱其減弱其碰撞電離能力碰撞電離能力HV & EMC Laboratory North China Electric Power University)(exp0 xdxnHV & EMC Laboratory North China Electric Power University當當E/p大于臨界值大于臨界值(E/p)c

6、rit=885kV/(cmMPa)時時,有效電離系數大于零有效電離系數大于零,放電放電才可能發(fā)展才可能發(fā)展在在20度且度且E/p處于處于6001200kV/(cmMPa)時時:)/(1)550(24MPacmpEp)/(1)(MPacmpEpEpcrit=27.7kV-1HV & EMC Laboratory North China Electric Power University均勻電場中均勻電場中,當電子崩頭部電子數達到臨界值時當電子崩頭部電子數達到臨界值時,電子崩轉入流注電子崩轉入流注,放電轉入自持階段放電轉入自持階段5 .1813lnKndcritpdpdKpEpEcritb

7、5 . 0885/)(5 . 0885pdUb當當pd較大時：較大時：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電場的不均勻程度對擊穿電壓電場的不均勻程度對擊穿電壓影響很大影響很大，特別是最大電場，特別是最大電場實際中盡量減小最大電場。實際中盡量減小最大電場。在均勻場

10、和稍不均勻場，在均勻場和稍不均勻場，SF6擊穿電壓是空氣的擊穿電壓是空氣的3倍；而極不倍；而極不均勻場，比較接近。均勻場，比較接近。例對同軸圓柱結構取例對同軸圓柱結構取R=3r。球形結構取球形結構取R=2r；R=2.2rHV & EMC Laboratory North China Electric Power University擊穿電壓有極性效應和飽和現擊穿電壓有極性效應和飽和現象象稍不均勻場：負極性擊穿電壓稍不均勻場：負極性擊穿電壓低低HV & EMC Laboratory North China Electric Power University稍不均勻場稍不均勻場SF

11、6間隙的擊穿電壓估算：間隙的擊穿電壓估算：絕緣利用系數：絕緣利用系數：maxEEavdEUbbcritfhbEKKE 擊穿場強與電場均勻程度、電極表面粗糙擊穿場強與電場均勻程度、電極表面粗糙度、面積等有關：度、面積等有關：其中電極曲率系數：其中電極曲率系數：crithEEK/maxHV & EMC Laboratory North China Electric Power University其中電極表面粗糙其中電極表面粗糙系數系數系數系數Kf：HV & EMC Laboratory North China Electric Power University判斷是否判斷是否為極

12、不均勻場。為極不均勻場。當當rrt時，擊穿前無局部時，擊穿前無局部放電放電有關有關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