六氟化硫火花放电分解实验系统研制及分解特性研究

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1、六氟化硫火花放电分解实验系统研制及分解特性研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：张茜指导教师：唐炬教授学位类别：工程硕士（电气工程领域）重庆大学电气工程学院二O一五年五月SystemDevelopmentandCharacteristicsResearchonSulfurHexafluorideSparkDecompositionAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionalDegreeByZhangXiSuperv

2、isor:Prof.TangJuSpecialty:ME.(ElectricalEngineering)CollegeofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要SF6气体绝缘介质因其优异的绝缘和灭弧性能而被广泛应用到SF6气体绝缘设备中。然而设备运行过程中，一些起初无害的缺陷在高压的作用下日益突出，慢慢从局部放电发展到火花放电，甚至出现电弧放电，严重威胁了设备的正常运行和电网的稳定工作。经前期调研发现SF6气体绝缘介质在火花放电

3、故障作用下也会发生分解，通过对火花放电下SF6分解组分种类及其含量变化规律的研究，可有效反应设备故障类型及其严重程度。本文首先研制出能够有效控制并准确测量放电频率和放电能量的SF6火花放电故障模拟平台，在此基础上初步探索了SF6在不同火花放电能量作用下的分解特性。所开展的主要工作和所取得的主要结论如下：①成功研制出用于模拟气体绝缘设备火花放电故障的实验装置，设计的控制电路能有效控制火花放电的频率；同时，通过选择合适的火花放电能量测量工具和计算方式，实现了对火花放电能量的准确测量。②经过反复调试，最终制定出可有效分离SF6气体绝缘介质火花放电分解组分的G

4、C/MS分析方法，并利用各标准气体对各分解组分进行定量标定，制定出标准质谱图，为SF6火花放电分解特征组分定性定量检测奠定了基础。③通过在研制的火花放电分解实验平台上进行的初步分解实验发现SF6气体绝缘介质在火花放电故障作用下会发生分解，并生成CO2、SOF2、SO2F2、SOF4、SO2和CF4等特征分解产物。④进行了不同火花放电故障能量下的SF6气体分解实验，初步获取了SF6在不同火花放电能量故障作用下的分解特性，发现在不同火花放电能量作用下，所有分解组分含量整体呈现关系为SOF2＞CO2＞SO2F2＞SOF4＞SO2＞CF4，且SO2F2、CO2

5、、SOF2始终是SF6最主要的分解组分，火花放电能量的增加有助于各分解组分的形成，但促进程度因分解组分种类的不同而规律各异。本文的研究成果为将来系统研究SF6气体绝缘介质在火花放电故障作用下的分解特性及分解机制奠定了坚实的实验平台基础。关键词：SF6气体绝缘设备，SF6，火花放电，试验方法，组分分析，分解特性I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTDuetoitsexcellentinsulationandarc-suppressingperformance,theinsulationgasSF6iswidelyappliedtoSF6insul

6、ationgasequipment.However,someinitiallyharmlessdefectswithinthoseequipmentswilldevelopintoprominentonesunderhighpressurewiththeincreaseofrunningtime.Itcandevelopfrompartialdischargetosparkdischargeevenarcdischargeslowly,thenbecomeseriousthreatstothestabilityoftheequipmentandnorm

7、aloperationofthegrid.ThepreviousresearchshowsthatSF6candecomposeundersparkdischarge.AccordingtotheSF6decompositioncomponentsandcontentvariationlawofthesparkdischarge,thetypeandseverityofthefaultcanbeeffectivelydiagnosed.ASF6sparkdischargesimulationplatformwasdesignedinalaborator

8、yinthisarticle,whichhasaprecisecontrolofdischar