SF6高压开关学习资料-第四章ppt课件.ppt

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1、西安交通大学高电压技术教研室丁卫东GIS装置及其绝缘技术《GIS装置及其绝缘技术》2007年10月1日第四章SF6中支撑绝缘子的沿面放电内容沿面放电气体绝缘系统中绝缘子必须满足的要求气体绝缘系统中支撑绝缘子的类别与材料电场分布及其对沿面闪络电压的影响屏蔽电极的影响影响沿面闪络电压的其它因素直流电压作用下的绝缘子变介电常数材料绝缘子沿面放电沿面放电沿不同相(固、液、气)电介质的界面发生的放电现象称之为沿面放电。具体到SF6气体绝缘中，则是沿着支撑绝缘子的表面发生的放电现象。沿整个固体绝缘表面发生的放电称为闪络，在放电距离相同的情况下，沿面闪络电压低于

2、纯气隙的击穿电压。因此，很多情况下事故往往是由沿面闪络造成的，所以，正如我们已经在第三章中所讲过的，支撑绝缘子是GIS装置的弱点之一。支撑绝缘子虽然是GIS系统中的弱点，但其作用也是必不可少的，故必须对其特性作一些了解。支撑绝缘子的沿面闪络隔板系数(0.5-0.9)：绝缘子沿面闪络电压纯气隙击穿电压SF6充气压力、绝缘子介电常数、绝缘子沿面污染、绝缘子沿面以及与金属结合处的缺陷气体绝缘系统中绝缘子必须满足的要求气体绝缘系统中绝缘子必须满足的要求：表面无电场畸变和局部电场集中绝缘子形状和绝缘材料的介电常数必须能承受长期电压作用而不老化损坏绝缘材料的性

3、能、真空浇注的质量、避免局部放电要有一定的机械强度必须能支撑导体，承受各种应力绝缘子与导体、气体结合处不应有最大电场集中三重结合点是GIS系统的弱点之一，通常需要有一些特殊的设计必须能承受一定的温升GIS是大容量设备，其内导体可能流过数千安培的电流，因此必须容许有一定的温升气体绝缘系统中支撑绝缘子的类别与材料支撑绝缘子的类别：单纯支持绝缘子兼作隔离气体用绝缘子单柱式绝缘子结构简单、成本较低（在气体绝缘输电线路中大量使用）GIS系统中多使用盆式绝缘子设置距离(一般为6m)GIL和一般的GIS中支撑绝缘子的差别：GIL中较多的使用支柱绝缘子，而GIS中

4、较多的使用盆式绝缘子。GIL中全部的支撑绝缘子都置于外壳内，故外壳的连接可以采用焊接而不一定要采用法兰，这种设计也可以帮助GIL适应小的方向改变，或者适应热胀冷缩造成的导体和外壳的相对滑动。气体绝缘系统中支撑绝缘子的类别与材料盆式绝缘子(兼作气体隔离)盆式绝缘子(带有通气孔)气体绝缘系统中支撑绝缘子的类别与材料材料环氧树脂机械强度和耐电强度都很高，热膨胀与铝导体匹配比较好，浇注性能与耐弧性能也很好。缺点是介电常数较高。填料一般使用Al2O3塑料聚四氟乙烯：介电常数低，耐电强度高，但价格贵聚丙烯、聚碳酸酯：耐热性差酰亚胺与丙烯酸的共聚物：介电常数低，

5、耐热性好，耐电强度高，耐弧性能和挤制性能比较差，只能用于挠性气体绝缘电缆中瓷料SF6的放电气体生成物中有很多具有毒性和腐蚀性的成分，比如HF，会腐蚀金属部件和瓷件，因此GIS中一般不使用瓷件作为绝缘子电场分布及其对沿面闪络电压的影响电场强度沿介质分界面的折射规律电位移向量的闭合面积分等于面内所包含的自由电荷电场强度向量的环路积分恒等于零SF6:1.002环氧树脂：3.9-6.5电场分布及其对沿面闪络电压的影响当有两种介质置于平行平板电极之间而介质的交界面并不与电极表面垂直时，可观察到在介电常数较小的介质中，位于介质交界面和电极表面的夹角小于90°的

6、一侧，等位线出现压缩现象。避免支撑绝缘子与电极锐角相交。电场分布及其对沿面闪络电压的影响不同结构的支撑绝缘子的电场分布柱式：d2>d0>d1，最大电场强度Em出现在绝缘子内部，Em>Er≥Et盘式：d2>d0=d1，Em≈Er，Er≥Et盆式：d2>d1>d0，泄漏距离较长，电场分布与选择的角度有关，如较小，则Et会变大，也即泄漏距离增长与电场分布情况变坏同时存在，不能同时得益电场分布及其对沿面闪络电压的影响=30°时，绝缘子表面Et达到Er的1.6倍要增大泄漏距离，必须增大角度=75°避免支撑绝缘子与电极锐角相交电场分布及其对沿面闪络电

7、压的影响当=70°时，沿面电场分布是比较均匀的电场分布及其对沿面闪络电压的影响电场分布及其对沿面闪络电压的影响对交流输电系统的气体绝缘设备而言，一般都不用带裙边的绝缘子。因为裙边虽然可以增大泄漏距离，但对电场有较大的畸变作用，其冲击闪络和工频闪络电压均不如光面绝缘子。屏蔽电极的影响内屏蔽电极的影响支撑绝缘子的闪络通常是在金属电极-环氧树脂-SF6气体的三重结合点开始的另外，当绝缘子和导体电极接触不良时，绝缘子和导体之间的小气体间隙会出现高场强，使得绝缘子的闪络电压降低。针对这一问题，可以考虑采用内装屏蔽电极。屏蔽电极的影响改善三重结合点的电场分布

8、改善电极和绝缘子之间的结合屏蔽电极的影响外加屏蔽电极，或者绝缘子带有绝缘圆筒时，沿面场强与平均场强的比值变得比较均匀，三重