特高压交流GIS/GIL拔孔型陷阱优化设计与协同布置方法

交流气体绝缘组合电器（GIS）和气体绝缘输电管道（GIL）内的运动金属微粒是诱发设备绝缘故障的重要因素，且特高压下的运动金属微粒引发设备绝缘故障的概率更大，而微粒陷阱可抑制金属微粒的运动，但实际工程中的微粒陷阱仍缺乏主动捕获微粒的能力。该文首先基于GIS/GIL内金属微粒动力学模型，分析了拔孔型陷阱的微粒主动捕获机制，进而根据金属微粒荷电运动与碰撞动力学特性，建立了拔孔型陷阱捕获概率计算模型，考虑陷阱的捕获能力对拔孔型陷阱的结构参数进行优化设计。具体结果表明，针对苏通工程中的特高压交流GIL，当陷阱直径为60cm、深度为30cm时，拔孔型陷阱抑制微粒效果达到最佳。进一步考虑微粒碰撞反射角的随机性，将拔孔型陷阱附近捕获率大于90%的区域定义为有效捕获范围，优化的拔孔型陷阱的有效捕获范围为32cm。最后，通过分析栅格型陷阱与拔孔型陷阱轴向电场分布，表明栅格型陷阱能够增强拔孔型陷阱的有效捕获范围，并以提高绝缘子附近的微粒抑制效果为目标，提出了绝缘子附近栅格型与拔孔型陷阱的协同布置方法。