SF_6断路器内部悬浮电位放电产生的分解产物分析

在某断路器SF6分解产物检测时发现SO2气体体积分数异常,判断该断路器存在潜伏性缺陷。通过理论分析并对断路器进行解体检查,最终判断该断路器的潜伏性缺陷为悬浮电位放电故障。笔者分析了悬浮电位的形成过程及其对断路器的影响,分析了SF6气体在悬浮电位放电下的气体以及固体分解组分的生成机理。     

SF6局部放电分解模拟实验研究

为研究GIS内不同缺陷引起的PD与SF6分解气体组之间的关联比对关系,设计了3种引起GIS内局部放电的典型缺陷模型.在这三种缺陷模型下,分别在3个电压等级下对SF6进行96h局部放电分解实验,检测到CF4、CO2、SO2F2以及SOF2四种分解气体组分.结果表明,在相同条件下,4种气体产量各不相同,且随时间延长而有所增加;在相同电压等级下,3种缺陷模型中气体分解特性各不相同;而在不同电压等级下,同一缺陷模型中气体含量增长规律有较大差异.     

气隙缺陷局部放电下空气分解组分特性研究

为探索一种新的开关柜局部放电(PD)检测方法——气体分析法,笔者对不同PD强度下空气分解组分特性进行了相应的模拟实验研究。利用构建的气隙绝缘缺陷模型在研制的PD分解实验平台上对空气进行24 h PD分解实验,并研究了气体分解组分、体积分数、产气速率与放电量的关联特性。实验结果表明,因气隙绝缘缺陷产生的PD导致空气分解为CO、NO、NO2、O3等组分,且各组分的体积分数增长特性有明显差异。CO和NO2气体的体积分数随工频周期内平均放电量QP的增加均呈现"线性—饱和"的增长趋势,NO2先于CO出现饱和且饱和度要低于CO。在较低PD强度下CO的产气速率与QP表现近似线性的关联性。     

SF6气体中金属尖端缺陷局部放电发展过程研究

金属尖端缺陷是气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)设备中易于出现的缺陷类型,通过局部放电检测可以实现对此类缺陷的准确检测。文中针对SF6气体中不同间距的金属尖端缺陷模型,对其在不同外加电压下的发展过程进行了实验研究,利用脉冲电流法对其不同阶段的放电谱图进行了测量,结果表明,不同间距下局部放电的发展特征具有区别,间距很小时,发展阶段仅有2个,而在间距较大的情况下,发展阶段则可划分为4个。在施加电压接近击穿电压时,放电谱图都表现出了单个半周的双峰特点。研究结果为GIS设备局部放电检测结果的分析及状态评估提供了基础。     

GIS绝缘子缺陷导致的局部放电特征研究

气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)局部放电检测对于保证其安全可靠运行具有重要的意义。为了研究GIS内绝缘子缺陷引起的局部放电,设计了绝缘子上典型绝缘缺陷模型,对其进行耐压试验,通过超高频法检测获得局放图谱。试验结果为GIS的故障检修提供了参考依据。     

交直流复合场针板模型局部放电发展过程中相位分布的特点

换流变压器是直流输电系统中整流和逆变环节的核心设备,其运行状况直接影响着系统运行的安全可靠性。换流变阀侧绕组所处电场环境复杂、相应绝缘要求严苛,且其在工程应用中故障率较高;所以,通过对复合电场局部放电发展过程中绝缘介质劣化严重程度的研究,可为换流变压器的故障诊断提供依据。本文以放电发展过程中放电谱图在各个统计时间段内所呈现出的相位特征作为绝缘介质劣化程度的外在表征,从能量转化的角度建立数学模型,定性解释放电谱图中所呈现的相位分布特点及其与绝缘介质劣化程度之间的关系。本文认为,相位分布可以作为研究交直流复合电场中局放发展过程中绝缘劣化程度的特征量之一,放电相位的分布与绝缘介质劣化程度之间存在对应关系;试品在局放发展过程中,因其在不同劣化程度下的等效阻抗不同,所以在外施交、直流电压共同作用下呈现出了不同的阻抗特点,这是放电相位分布发生改变的原因。     

多缺陷绝缘局部放电信号的识别与分类

绝缘设备中可能存在多种不同的缺陷,若其同时引发局部放电则给局放信号的检测判断增加了难度。作者介绍了国外用混合weibull函数法和小波分析法识别与分离多缺陷局放信号的技术,他们的实践表明:二者均有较好的识别与分类性能,采用于局放高度分布分析技术的混合,weibull函数法适用于处理两缺陷局放信号,采用多分辨信号分解技术的小波分析法则能更准确地处理多缺陷局放信号。     

绝缘子气隙缺陷下的局部放电发展过程研究

研究了气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)内部绝缘子气隙缺陷局部放电(partial discharge,PD)发展过程,分析了不同发展阶段的特高频(ultra high frequency,UHF)PD信号φ-u散点图和φ-n谱图变化规律,提出了9个特征参量。研究发现：正负半周放电次数、大小具有相同的变化规律,正负半周最大放电脉冲幅值、等值累积放电量和放电信号熵特征呈指数增长趋势,相邻放电脉冲平均时间间隔呈现近似指数衰减趋势。负半周相邻放电脉冲时间间隔总是大于正半周,并且两者差异性随着PD的发展逐渐缩小。相邻放电脉冲最大时间间隔随放电发展逐渐减小。最后,本文结合PD发展物理微观过程,分析了各特征量出现相关变化规律的物理机制。     

GIS中局部放电与气体分解产物关系的试验

SF6分解气体检测法,因其不受电磁噪声和振动干扰,同时也适用于过热故障的检测等优点,成为对GIS设备进行局部放电检测诊断的重要手段,应用前景广阔。为填补现有文献中关于GIS设备局部放电与SF6分解产物关系的研究空白,在实验室建立了一套能够检测SF6分解气体产物的GIS局部放电研究平台,利用长期加压法研究了局部放电类型、放电严重程度以及气体压强对SF6气体分解产物体积分数的影响以及分解产物体积分数随时间的变化趋势。研究结果表明:在尖刺放电、悬浮放电、沿面放电3种类型中,GIS设备中均产生SOF2+SO2气体与HF气体,上述两种分解气体可作为检测GIS设备局部放电的特征气体;随着局部放电严重程度的加重,SOF2+SO2气体与HF气体体积分数增大,SF6气体分析法比较适用于检测较为严重的放电缺陷;随着SF6气体压强的增大,局部放电产生的SOF2+SO2气体和HF气体的产气速率有下降的趋势。     

252 kV GIS盆式绝缘子沿面缺陷下SF6分解产物变化规律研究

为了模拟运行工况GIS绝缘子沿面缺陷下的潜伏性和突发性故障,分析实际运行设备中SF_6气体的分解特性,搭建了252 kV真型GIS故障仿真实验平台,并在此基础上构建了SF_6气体分解产物检测系统。对盆式绝缘子发生局部放电和闪络情况下SF_6分解产物的连续变化进行监测。结果表明:在GIS盆式绝缘子沿面缺陷的短时连续监测过程中,并未发现含硫分解产物的产生。CO_2、CF_4含量在局部放电时均未有明显变化,且在发生多次闪络击穿后,两者的含量增加了7～10倍,可将其作为绝缘子沿面突发性故障的判断依据。在局部放电产生后,C_2F_6含量明显增加,但受放电强度的影响较小,而停止放电后其含量迅速降低,可以将其作为绝缘子沿面潜伏性故障的判断依据。CO含量在放电过程中变化较大,没有明显规律,可以将其作为绝缘子沿面放电缺陷的辅助判据。     

局部放电中的SF6分解产物及其影响因素研究

通过在110 kV GIS(气体全封闭组合电器)设备中模拟局部放电故障,研究了在局部放电作用下电极材料、放电强度、气体湿度和吸附剂对SF6分解产物中S02+SOF2和HF体积分数的影响及其变化规律.结果表明,电极材料、放电强度和吸附剂对SF6分解产物的生成有较大影响,而气体湿度对分解产物的生成影响不大.研究结果为通过S...     

绝缘油中悬移气泡局部放电特性

为了研究绝缘油中悬移气泡局部放电特性,从力学角度分析了处于不同运动状态下绝缘油中气泡的变形机理,借用椭圆的数学参数作为气泡变形特征参数c,仿真研究了气泡周围的电场分布随特征参数c变化的关系,建立了以变压器油道为背景的油中悬移气泡局部放电实验平台,采用超高频法和脉冲电流法测试了气泡静止和移动两种状态的局部放电,分析了放电的时频特性差异,构造了放电三维图谱。结果表明,随着油的流速增大,悬移气泡的形状由水平方向拉伸的椭球状变为竖直方向拉伸的椭球状,气泡沿极间电场分布减小,发生局部放电的起始电压变高,流动油有利于绝缘强度的提高。     

非晶态聚合物气隙缺陷局部放电特性研究

笔者系统研究了非晶态聚合物中气隙缺陷的电老化机理。通过对单气隙缺陷以及悬浮电位局部放电特性的检测,确定了单气隙结构与局部放电特性之间的关系,并分析了局部放电对电老化过程的影响。试验结果表明,局部放电的起始电压、放电量、放电电流波形特征以及多周期统计特性都随着气隙结构的改变发生明显的变化。并且气隙中局部放电产生的"空间电荷"对后续放电过程的发展起到了"加速"作用,说明非晶态聚合物中长气隙缺陷局部放电引发的电老化现象与空间电荷量存在着密切的关系。     

针-板缺陷模型下局部放电量与SF6分解组分的关联特性

为了定量判断气体绝缘组合开关电器(GIS)内金属突出物缺陷所产生局部放电(PD)的严重程度,在自建的SF6放电分解实验平台上,用针-板缺陷模型产生PD使SF6发生放电分解形成特征组分,分别在不同电压等级下进行96h实验,采用气相色谱法对分解组分进行定量测定,同时用50Ω无感电阻检测PD量大小,深入研究了PD量与SF6气体分解组分之间的关联特性,结果表明,针-板缺陷PD下SF6分解可产生CF4、CO2、SO2F2、SOF2等组分,SO2F2和SOF2的体积分数及产气速率与每秒平均放电量Qsec关联性良好,SO2F2和SOF2的体积分数及产气均方速率随Qsec增大而增加,而(SOF2+SO2F2)与(CO2+CF4)的体积分数比值随Qsec近似呈线性增长,CF4与CO2以及SOF2与SO2F2的体积分数比值可作为较大Qsec的辅助判据,因此,可以通过SF6气体组分定量分析来判断GIS设备内部PD的程度。     

油浸倒置式CT双针缺陷模型设计及其局放特性研究

导体表面金属突出物是油浸倒置式电流互感器(CT)的典型绝缘缺陷之一。为掌握其放电特性,在实验室内制造了模拟导体表面金属突出物的双针缺陷模型,使用ANSYS有限元软件对其电场分布进行仿真计算,根据计算结果进行试验缺陷设置。利用PDCheck和罗氏线圈两种脉冲电流法检测手段,测量不同缺陷下的局部放电特性。结果表明:双针缺陷下的CT局部放电脉冲可分为较低与较高放电量两类,分别代表着油中发生的局部放电与油中气隙发生的局部放电。当双金属突出物之间的距离增大至30 mm时,局部放电脉冲在整个周期随机分布,在局部放电相位分布图中难以将其与噪声信号分离。     

基于气体分解产物检测技术发现的SF6电气设备放电缺陷分析

SF_6电气设备中常采用的气体分解产物检测是一种比较重要的带电检测技术手段,可以提前发现设备内部的早期故障和事故隐患并及时处理,这种检测技术也得到业界越来越多的关注和认同。文中首先依据大量的文献研究,详细阐述了SF_6气体及各种固体绝缘材料在放电或高温过热等异常情况下裂解机理及各种气体分解物(SO_2,SOF_2,HF,CF_4,H_2S,CO等)的形成过程;再根据几起现场实际案例的统计分析,发现检测电气设备中的气体组分种类和体积分数可以对设备的运行状况进行有效地评估;最后,通过解体后电气设备内部情况验证该检测技术的可行性。气体分解产物检测技术能够有效地分析出电气设备的实际情况,对今后实现电气设备的状态检修和管理维护有重要的参考价值。     

局部放电下SF6分解组分检测与绝缘缺陷编码识别

用SF6分解气体组分含量大小来识别全封闭式组合电器内的绝缘缺陷,须先建立分解气体组分与绝缘缺陷之间的关联法则。利用建立的SF6绝缘气体局部放电分解试验平不同类型绝缘缺陷产生的局部放电下,SF6的分解特性存在台,对4种典型绝缘缺陷进行了大量局部放电试验,发现在明显差异,其组分含量及变化率有特定的规律,为此提出用气体组分含量编码树识别绝缘缺陷的思路和方法,并对SOF2/SO2F2、CF4/CO2和(SOF2+SO2F2)/(CO2+CF4)3组气体组分含量比值范围进行了编码,建立了相应的比值编码树,得到了识别4种绝缘缺陷类型的编码组合,并针对组分含量编码处于交叉无法确定的情况,给出了最终确定编码依据的辅助方法。     

局部放电信号传播特性在电缆局部放电测试中的应用

就深圳供电局某110 kV电缆线路2号中间接头进行局部放电检测时发现的疑似局部放电(partial dis-charge,PD)信号展开跟踪测试和分析。测试采用了脉冲电流的测试方法,首先通过2号中间接头所检测到的疑似PD信号进行频率特征及其发射波(回波)特点的分析,之后对全线路的各个中间接头测试和分析,最终通过分布在全线路各点的同一信号的传播衰减特征,确认疑似PD信号来自EB-A终端架空线电晕放电。该方法可及时发现电力电缆线路潜在缺陷隐患,保障线路安全可靠运行。     

GIS在局部放电下的SF_6气体分解产物实验研究

笔者使用自行设计126 kV交流工频电源和GIS局部放电实体实验平台以及气体分析检测系统,模拟对地放电故障状态,对局部放电引起的SF6分解物特征组份气体进行定性定量分析,用脉冲电流法对局部放电强度进行监视,得到局部放电引起SF6气体分解物特征组份及变化规律。研究表明:局部放电致使SF6气体发生分解,特征组分为SOF2、SO2、S2OF10,SOF2、SO2与局放持续时间、局放强度呈现正相关性,吸附剂对于SF6分解物检测有影响。