悬浮电位引起电场放电的计算分析

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1、70<电气开关)(2010．No．5)文章编号：1004—289X(2010)O5—0070—03悬浮电位引起电场放电的计算分析王俊，田刚领，张国跃，王振(河南平高电气股份有限公司，河南平项山467001)摘要：在对550kVGIS的隔离开关进行绝缘试验时，发生放电击穿现象。经过解体检查和计算分析，认为是屏蔽头在阳极氧化时也涵盖了接触面，从而产生悬浮电位导致放电。重新投制屏蔽头，并阳极氧化时对接触面进行防护，再次进行绝缘试验，没有发生闪络。关键词：悬浮电位；阳极氧化；GIS；屏蔽头；耦合中图分类号：TM56文献标识码：BTheCalculat

2、ionandAnalysisoftheElectricFieldDischargeCausedbyFloatingPotentialWANGJun，TIANGang—ling，ZHANGGuo—yue，WANGZhen(HenanPinggaoElectricCo．，Ltd，Pingdingshan467001，China)Abstract：Whenthedielectrictesttothedisconnectorof550kVGISisperformed，thedischargebreakdownoecure$．Bydisassembly

3、inspectionandcalculationanalysis，itisconsideredthatwhentheshieldheadisanodized．theinteraceisalsoincluded，thusproducingthefloatingpotentialtocausedischarge．Reproduceofshieldhead，producttheinterfaceduringanodization．Whenthedielectrictestisperformedagain，noflashoveroccurs．Keyw

4、ords：floatingpotential；anodicoxidation；GIS；shieldpart；coupling蔽头，用来屏蔽隔离开关合闸时绝缘拉杆接头4的；图1引言示位置是隔离开关合闸位置。悬浮电位是指金属部件处于高压与低压之间，按其阻抗形成分压后的对地电位。悬浮电位有利有弊，在较高电压等级的套管中，带悬浮电位的屏蔽罩被广泛应用，用以改善套管外表面的电场分布⋯。在一些断路器绝缘拉杆接头上，由于悬浮电位而导致绝缘拉杆接头和销轴的放电腐蚀，进而导致操作过程中绝缘拉杆接头断裂．3J。铝合金零部件的阳极氧化能在铝图I550kV隔离开关的

5、部分结构合金零部件的表面形成一定厚度的氧化膜，这层氧化膜具有很高的绝缘性能，若在电场中需要零部件可靠3试验现象及解体检查接触时，而有了这层氧化膜，就会导致悬浮电位的产在隔离开关合闸状态，进行负极性雷电冲击试验生。时(主导电回路加1675kV，外壳为0电位)，发生了放电现象，静置几分钟后，再次加雷电冲击波，当加载到2零部件结构1450kV附近时再次发生放电现象。因此，初步判断绝图1所示为设计的550kV隔离开关的一部分，1缘拉杆可能已经被击穿。是隔离开关简体；2是隔离开关的传动部分，带动绝缘将隔离开关解体(见图2)，发现绝缘拉杆有闪络拉杆5左右

6、运动，从而使隔离开关分闸和合闸；3是屏痕迹(见图3)，屏蔽头上与绝缘拉杆闪络痕迹对应处<电气开关》【2010．No．5)71有放电点，屏蔽头底面与圆周面颜色一致。一致。因此怀疑屏蔽头底面也进行了阳极氧化，经过计量部门化验，证实了这一点。因屏蔽头底面的阳极氧化膜将屏蔽头与外壳隔离开来，从而产生悬浮电位。所以，在用仿真软件进行模拟计算时，用耦合的办法处一一理悬浮电位，计算结果如下：图2隔离开关解体图图3绝缘拉杆闪络图4原因分析从隔离开关解体情况来看，屏蔽头上有放电点，此放电点与绝缘拉杆闪络线正对应，闪络线由绝缘拉杆图8总体电场分布接头和绝缘拉杆环

7、氧树脂粘接处扩张。这说明先由屏蔽头与绝缘拉杆环氧树脂放电，从而导致绝缘拉杆闪络。因此，再次核算电场。4．1理想状态下电场计算本文设计的550kV隔离开关是电场较为均匀的同轴圆柱形电场结构，因此选取中心面的一半进行计算。计算时高电位赋1675kV，屏蔽头和外壳等相连部分赋0kV，从图7屏蔽头和绝缘拉杆接头附件电压可图10绝缘拉杆沿图11屏蔽头和绝缘拉以看出来。从图4总体电场分布来看，最大场强值在面电场分布杆接头附件电压下面屏蔽罩上，最大值为24．5kV／mm。从图5屏蔽头从图11屏蔽头和绝缘拉杆接头附件电压可以看和绝缘拉杆接头处局部电场可以看出

8、，屏蔽头上最大出，当高电位赋1675kV，外壳赋0kV时，屏蔽头由于底场强值为10．223kV／mm，绝缘拉杆接头的最大场强值面也有氧化膜而不再是0kV，已经变为1