sf_6气体中绝缘缺陷的冲击电压局部放电特性及其影响因素

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1、博士学位论文SF6气体中绝缘缺陷的冲击电压局部放电特性及其影响因素申请人：任明学科专业：电气工程指导教师：邱爱慈教授2014年03月CharacteristicsofImpulsePartialDischargesatInsulationDefectsinSF6andtheInfluencefactorsAdissertationsubmittedtoXi’anJiaotongUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofDoctorofEngineeringSc

2、ienceByMingRen(ElectricalEngineering)Supervisor:Prof.AiciQiuMarch2013摘要论文题目：SF6气体中绝缘缺陷的冲击电压局部放电特性及其影响因素学科专业：电气工程申请人：任明指导教师：邱爱慈教授摘要随着我国电网的大规模建设，气体绝缘金属全封闭式开关电器（GIS）得到了广泛应用，并逐步实现了国产化。而近年来电力系统实际运行事故统计表明，因绝缘缺陷所导致的GIS设备运行故障呈现逐年增加的趋势。实践表明，交流耐压试验或交流局部放电试验对GIS中某些电场异常类绝缘缺陷的发现能力不强，

3、这使得存在这类绝缘缺陷的设备能够投入运行并长期威胁着电力系统安全。因此，对设备进行冲击耐压试验近年来逐渐得到重视，同时，采用冲击电压局部放电检测对设备进行绝缘状态诊断也被提出。通过研究，证实了在进行冲击耐压试验的同时进行局部放电检测是一种较为有效的绝缘诊断方法。而目前以绝缘诊断为目的的冲击下局部放电研究还处于初级阶段，对冲击电压下的SF6中局部放电的一般性规律缺乏研究，对GIS中不同缺陷局部放电的产生和发展机制缺乏认识，对冲击下局部放电的影响因素未完全掌握。针对上述问题，本文建立了一整套冲击电压下局部放电试验平台，其中包括：一套满足IE

4、C60060-3波形参数要求的冲击电压发生装置；一个GIS模拟试验罐体和一套局部放电光、电同步检测系统。按照GIS设备中缺陷类型和分布，制作了相应的试验缺陷模型。本文的主要研究内容和结论如下：通过试验，对各类缺陷局部放电的典型光、电脉冲序列进行了总结，并得到了不同放电类型的发生比例与外施试验条件之间的统计关系。基于金属表面电子发射、气体中负离子场致分离及固体介质表面电子发射和电子脱陷理论，提出了“首次局部放电V-t曲线”的理论计算方法，用其分析了局部放电时延与外施电压之间的关系。试验表明，局部放电电流脉冲和光脉冲序列由发生在施加电压上升

5、沿或峰值处的正向放电，和下降沿或波谷处的反向放电构成，其脉冲波形和脉冲序列具有各自不同的特征，前者表现为不同的上升时间和振荡衰减特征，后者表现为不同的放电量、放电时延（或间隔时间）以及放电次数；对气压、电压、缺陷结构对冲击电压局部放电的影响进行了研究，结果表明：气压的升高能够有效提高各种缺陷中的局部放电起始电压，限制局部放电脉冲幅值和次数；外施电压的类型和大小对局部放电的起始和发展以及电荷的积聚和消散都起到决定性作用；金属尖端等效半径、悬浮金属电极在空间或介质表面位置都会影响局部放电时延（时间间隔）、局部放电脉冲幅值以及局部放电脉冲数量

6、；通过对比不同施加电压对不同缺陷局部放电的激发效率以及局部放电的活跃程度I西安交通大学博士学位论文可知，雷电性冲击电压和振荡操作冲击电压对气体中金属尖端和绝缘子沿面电场异常类缺陷的发现能力较强，相比工频电压具有更好的检测有效性。关键词：冲击电压；局部放电；气体绝缘；放电机制；绝缘诊断论文类型：应用基础ABSTRACTTitle:CharacteristicsofImpulsePartialDischargesatInsulationDefectsinSF6andtheInfluencefactorsSpeciality:Electric

7、alEngineeringApplicant:MingRenSupervisor:Prof.AiciQiuABSTRACTWithasurgeofpowergridconstruction,GasInsulatedmetal-enclosedSwitchgear(GIS)iswidelyusedinpowersystem.Meanwhile,accordingtorecentstatisticsoftheoperationfaultsinpowersysterm，thefaultscausedbyinsulationdefectspre

8、sentaincreasingtrend,includingtheequipmentsoperatingonlyforashort-term.Practicesindicatethatsomepotenti