《高电压技术 第三章 六氟化硫和气体绝缘电气设备》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高电压技术 第三章 六氟化硫和气体绝缘电气设备（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,专题 . 六氟化硫和气体绝缘电气设备,简介 1900年SF6首次出现；1960s开始作为绝缘和灭弧介质使用； SF6的电气强度约为空气的2.5 倍，灭弧能力高达空气的100倍以上，目前广泛应用于220kV以上电气设备中，如SF6断路器、气体绝缘变压器（GIT)、充气管道输电线(GIC)、封闭式气体绝缘组合电器(GIS)等。,GIS：Gas Insulated Switchgear(Substation),GIT：Gas Insulated Transformer,GIC：Gas Insulated Cable,一. SF6的理化特性,1. 液化问题,在40 T80 ， P0.8MPa 范围内
2、气态占优势 ,一般使用范围内不存在液化问题，在高寒地区，需考虑采取措施， 如加热、采用SF6-N2混合气体。,2. 毒性分解物,纯净SF6是无色，无味，无毒，不燃的惰性气体， 由于电子碰撞、热以及光辐射导致SF6气体分解出有毒分解物； 电弧的高温、火花放电、电晕或局部放电都会使SF6分解；常用措施： 采用活性氧化铝和分子筛等吸附剂，吸附分解物和水分,3. 含水量,水分影响气体分解物， SOF2、SO2F2、SOF4等分解物发生水解作用，形成氢氟酸HF，引起材料腐蚀，导致机械故障；在低温时引起固体介质表面结露，使闪络电压降低。因此在设备安装、运行时要检测含水量，不超过容许值。,4. SF6混合气
3、体,采用SF6 -N2，CO2、空气的混合气体，使液化温度降低、减小对电场的敏感度、降低价格,二. SF6具有高电气强度的原因,1. 氟是卤族元素中电负性最强的，因此SF6分子具有很强的电负性，容易吸附电子成为负离子，阻碍放电的形成和发展；,2. SF6分子的直径比氧、氮分子的要大，使得电子在SF6气体中的平均自由行程缩短，不易积累能量；而SF6的电离电位又比氧、氮分子的大，因而减小了电子碰撞电离的可能性；,3. SF6分子量比空气大5倍，离子迁移率小，更容易复合（消电离），此外，电子与SF6分子相遇时，还会因极化等过程增加能量损失，减弱其碰撞电离的能力；,三. 均匀和稍不均匀电场中SF6的击
4、穿,1. 电子电离系数和附着系数,电子附着系数，表示一个电子在电场方向运动1cm 的 行程所发生的电子附着次数的平均值,有效电子碰撞系数,2. 均匀电场中的电子崩增长规律,3. 均匀电场中电负性气体的流注放电条件,气压，MPa； d极间距离，mm,对SF6气体，实验得出K10.5，相应的击穿电压为：,四. 影响击穿场强的其他因素 除电场均匀程度外，主要有：,2. 导电微粒不利影响，在装配和维修时注意清洁,1. 电极表面缺陷表面越粗糙，击穿场强越低；电极表面积越大，击穿场强越低 “面积效应”,五. 封闭式气体绝缘组合电器（GIS）,1. 什么是GIS，Gas Insulated Switchge
5、ar (Substation),GIS是把整个变电站除变 压器外的一次设备，包括 断路器、隔离开关、接地 开关（刀闸）、互感器、 避雷器、母线、连线和出 线终端等组合在一个充 SF6气体的金属密闭室中 而组成。,典型的双母线GIS间隔： 1母线及隔离开关/接地开关组合 2断路器 3电流互感器 4电压互感器 5线路隔离开关及接地开关 6安全接地开关 7电缆接头 8控制柜,2. 采用GIS组合电器的好处, 与敞开式相比，大大节省占地面积和空间体积，额定电压越高，节省得越多；, 运行安全可靠，GIS的金属外壳是接地的，既可防止运行人员触及带电导体，又可使设备的运行不受污秽、雨雪、雾露等不利的环境条件
6、的影响；, 现场安装工作量小，检修周期长,3. GIS使用现状,GIS设备自 1960s开始实用化 , 在超高压、特高压领域变电站使用 ,在我国 , 110 50 0kV电力系统中 ,GIS的应用已相当广泛。 目前国外生产GIS的公司主要有：ABB、ALSTOM、西门子、施奈德、三菱、东芝、日立等；我国有沈阳高压开关厂、平顶山高压开关厂、北京开关厂、西安高压开关厂等通过合作开发方式，如西开三菱，沈开日立,4. GIS的发展趋势,高电压、大容量,小型化、复合化,二次智能化,母线和隔离开关/接地 开关组合 1动触头 2隔离开关触头 3接地开关触头 4绝缘子 5横向装配组件 隔离开关主要用于电 路无电流投入和切除,断路器和集成 电流互感器 1灭弧室 2电流互感器 3绝缘子 4液压操动机构,六. 气体绝缘电缆（GIC）,与充油电缆相比具有的优点：,电容小；大约只有充油电缆的1/4，因此其充电电流小， 临界传输距离长 损耗小；常规充油电缆因为介损大而难以用于高电压，而 GIC的绝缘主要是SF6，其介损可以忽略不计 传输容量大；常规电缆芯截面一般不超过200mm2，而GIC 则无此限制，所以传输容量大，电压等级越高， 这一优点约明显,除了以上介绍的的气体绝缘电气设备外，SF6还广泛应用在其他一些电气设备中，如断路器、气体绝缘开关柜、电抗器、电容器等,
