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直流GIL中SF_6替代气体绝缘性能的研究

罗颜  
【摘要】:气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)具有传输容量大,损耗小,占地少,可靠性高,对环境影响小等优点,近年来得到快速发展和应用,而随着直流输电工程的大规模建设,对直流GIL的研究也日益深入。目前投入运行的交流GIL采用纯SF6气体或SF6/N2混合气体作为绝缘介质,由于SF6气体温室效应指数高,国际上已经约定在2020年基本限制其使用,因而研究GIL,特别是直流GIL中SF6替代气体显得尤为必要。本文从气体绝缘性能的角度来研究替代的可行性。首先确定了两种替代方案,即采用SF6/N2混合气体的部分替代方案和采用CF3I/N2混合气体的完全替代方案。从直流GIL实际出发,在本文中搭建的气体绝缘特性试验平台十,试验研究西种类型的替代气体分别在负极性直流电压和负极性雷电冲击电压作用下的气体间隙击穿特性和气体中绝缘子沿面放电特性,并将两种替代气体的绝缘特性与纯SF6气体相应特性进行对比。针对SF6及其与N2的混合气体绝缘特性试验结果表明,从气体绝缘特性的角度,0.6MPa下30%SF6/70%N2混合气体和0.7MPa下20%SF6/80%N2混合气体的绝缘性能与0.5MPa下纯SF6气体绝缘性能相当,替代SF6气体应用于高压直流GIL的潜力较大。针对CF3I及其与N2的混合气体绝缘特性试验结果表明,纯CF3I气体的绝缘强度并不总是高于纯SF6气体,在均匀电场中,当pd值达到0.3mm-MPa及以上时,纯SF6气体绝缘性能更优,且CF3I气体放电会产生副产物,会影响后续放电。本文试验研究的CF3I/N2混合气体绝缘性能均全面低于相同气压下纯SF6和SF6/N2混合气体,若要考虑在直流GIL中使用该混合气体替代SF6,需要增大设备的绝缘尺寸,以期达到绝缘强度的要求。


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