[发明专利]一种直流气体绝缘电气设备局部放电分解模拟实验方法

说明书

技术领域

本发明属于六氟化硫(SF₆)气体绝缘电气设备的绝缘状态在线监测技术 领域，具体涉及一种直流气体绝缘电气设备局部放电分解模拟实验方法。

背景技术

由于六氟化硫(SF₆)具有优良的绝缘和灭弧性能，使得以SF₆作为绝缘介 质的SF₆气体绝缘电气设备具有绝缘强度高、可靠性高、占地面积小及维护工 作量小等优点，因而愈来愈广泛地应用于高压和超/特高压输变电领域中。但 SF₆气体绝缘电气设备在制造、装配和运行过程中无法避免地会出现一些绝缘 缺陷，这些绝缘缺陷在长期运行过程中会逐渐劣化，当达到一定程度时会导 致设备内部发生PD，在PD作用下SF₆气体会发生分解，并与SF₆气体中不可避免 含有的微量空气和水分等杂质，发生反应生成如SOF₂、SO₂F₂、SOF₄、SO₂、CF₄、 CO₂、HF、H₂S等产物，这些生成物会进一步加剧绝缘缺陷的劣化，从而使设 备的整体绝缘性能降低，危及设备的安全运行。因此，十分有必要对SF₆气体 绝缘电气设备的早期绝缘状况进行有效的评估和预警。

然而，由于SF₆气体绝缘电气设备是全封闭组合式结构，故其故障定位和 检修工作的执行相较传统的敞开式设备而言非常困难，且一旦发生事故，停 电检修时间会更长、停电范围也会更广，因而也会带来更大的经济损失。

SF₆气体绝缘电气设备内部的绝缘缺陷引发的PD一方面是绝缘发生劣化 的主要原因，另一方面也是反映气体绝缘电气设备内部绝缘状态的特征量。 因此，可以对SF₆气体绝缘电气设备中PD展开在线监测以及时发现其中一些 潜在的绝缘缺陷。目前用来检测SF6电气设备PD的方法主要有脉冲电流法、 超声波法、超高频法和SF6分解组分分析法等。可通过各种检测方法对气体 绝缘电气设备内部PD进行监测，得到各种检测方法下的特征量与PD的关系， 提取出能够表征PD的特征量，完善SF₆在PD下的分解理论，为实现SF₆气体 绝缘电气设备的状态监测和故障诊断提供科学的理论依据。所以研制SF₆气体 绝缘电气设备PD分解的模拟装置，对于SF₆气体绝缘电气设备的状态监测和 故障诊断以避免大停电事故及保证电力系统安全运行具有深远的意义。

目前国内外在SF₆气体绝缘电气设备PD在线监测的研究主要集中在交流 条件下，现有的SF₆气体绝缘电气设备故障的模拟实验装置及方法，如专利号 为ZL201010504048.8的“六氟化硫电气设备绝缘状态综合评估方法”专利 及专利号为ZL2007100784930的“六氟化硫放电分解组分分析系统及其使用 方法”专利，均只针对交流条件下SF₆气体绝缘电气设备PD实验的模拟，仅 获得SF₆气体绝缘电气设备交流条件下PDSF₆气体的分解组分及放电波形等实 验数据，不能进行直流条件下的PD的模拟实验。国际上关于直流气体绝缘电 气设备包括直流GIL、直流GIS的研究始于19世纪60年代，在70年代直流 GIL就在全世界范围内得到应用。随着特高压直流输电工程的发展，直流SF₆气体绝缘电气设备以其特有的优势也必将在电力系统中得到愈来愈广泛的应 用。因而研究在直流条件下SF₆PD的分解特性对于完善SF₆PD分解理论具有 重要的意义。

发明内容