不同电极材料下gis绝缘子表面爬电放电sf6分解组分比值特性分析

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1、不同电极材料下GIS绝缘子表面爬电放电SF6分解组分比值特性分析沈渡屈江江（华北电力大学，北京102206）摘要：为研究不同电极材料下GIS绝缘子表面爬电放电SF6分解组分特性，探索识别不同电极材料的分解气体特征量，笔者在真实的110kVGIS试验平台上，模拟了沿GIS盆式绝缘子表面爬电放电这种典型绝缘缺陷的SF6气体的分解，并用铁和铜两种电极材料做了对比试验，检测了两种电极材料下CO2、CF4、SO2F2、SOF2四种分解气体的含量随时间的变化规律，并研究了两种电极材料下c（SOF2）/c（SO2F2）和c（CF4+CO2）/c（SOF2+SO2

2、F2）两种组分含量比值的特性。结果表明，两种电极材料下c（SOF2）/c（SO2F2）和c（CF4+CO2）/c（SOF2+SO2F2）两种组分含量比值的特性具有明显的不同，因此，可将SF6分解气体的含量比值作为识别GIS绝缘子表面爬电放电两种电极材料的特征量。.jyqkm，对地沿面距离为63mm。铜丝对地净空距离为51mm，对地沿面距离为63mm。铜丝已经过打磨处理。4实验数据获取与数据处理本实验中采用的是高纯SF6气体（纯度为99.999%）。本文对充入放电气室后的SF6气体做了检测，测量结果如下：5#气室CO2含量为1.5895ppm，CF4

3、含量为1.4895ppm；6#气室CO2含量为1.5771ppm，CF4含量为1.4762ppm。尽量保证局放量在一个恒定数值，并通过调节电压来保证局放量。实验采用三相共同加压方式，并监测总体局放量，保持实验电压在31～35kV之间，5#和6#气室的局放量在800～1300pC之间，两个气室SF6气压都是3.5MPa。进行240h的持续加压，利用气相色谱跟踪测量SF6放电分解气体（每12～24h采集一次样品），分析得到SF6局放分解气体的定性定量结果。4.1两气室相同分解组分的对比关系把两气室相同组分的含量扣除初始含量后放在一起，然后进行曲线拟合，

4、得到变化规律，如图2所示。两个气室CO2和CF4含量都随放电时间的延长而增长，并且呈现饱和趋势。其中5#气室的CO2和CF4生成量和增长速率都比6#气室大，5#气室的SO2F2和SOF2生成量比6#气室多。从原理上看，CO2和CF4的产生可能为铁丝和盆式绝缘子环氧树脂有机材料，而铜丝生成的碳元素比铁丝少，并且6#气室的放电量可能没有5#气室大。可见用气体组分含量并不能直观区别出两种电极材料。4.2两气室分解组分比值的对比关系本文选择c（SOF2）/c（SO2F2）和c（CF4+CO2）/c（SOF2+SO2F2）两组组分含量比值作为识别四种绝缘缺陷

5、的特征量，因为这两组组分含量比值具有明确的物理意义。c（SOF2）/c（SO2F2）的值可用来表征PD能量的大小，c（CF4+CO2）/c（SOF2+SO2F2）的值可用来表征绝缘材料和金属材料的劣化程度。如图3所示，6#气室的放电缺陷c（SOF2）/c（SO2F2）和c（CF4+CO2）/c（SOF2+SO2F2）含量比5#气室大，且数值大小区分度高，可见用气体组分含量能直观区别出两种电极材料。5结论（1）分析了PD引起SF6气体发生分解的机理，当电极材料为铁和铜时，稳定的气体分解产物都有CO2、CF4、SO2F2、SOF2，并且其含量都随着放电

6、时间的延长而有所增加。（2）当电极材料为铁时，CO2、CF4、SO2F2、SOF2的气体组分含量都比当电极材料为铜时要高，这是因为电极材料为铁时，能够分解出更多的碳元素，并且放电量也比较大，但是不能直观区别出两种电极材料。（3）两种电极材料的c（SOF2）/c（SO2F2）和c（CF4+CO2）/c（SOF2+SO2F2）两种组分含量比值的特性有着明显差距，其中当电极材料为铜时，这两种组分含量比值比电极材料为铁时要大得多，因此可以用这两种组分含量比值来区分沿GIS盆式绝缘子表面爬电放电电极材料的不同。［..