余红英 赵侃

摘 要：近年来，我国电网建设力度也是越来越大，这也体现出了我国发展对于电力能源的需求在不断增加，因此，这对电网建设的要求也是越来越高。随着科技水平的不断提高，越来越多的先进科技设备也应用了电网的建设中，其中气体绝缘开关就是先进设备在电网中的应用，但是，其在使用中还存在一定的缺陷。下面本文就针对气体绝缘开关内部固体绝缘件缺陷产气特性进行分析，来为其缺陷产气的处理提供相关参考资料。

关键词：气体绝缘开关 固体绝缘件缺陷 产气特性

中图分类号：TM213 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）03（b）-0072-02

1 试验系统概述

1.1 试验方案

在本文试验研究中，针对不同的气体绝缘开关内部固体绝缘件缺陷模型进行相同放电量的放电，进而采取脉冲电流法来对其产气的情况进行实时有效的监测，再利用相应的气相色谱仪来周期性地对其产气进行检测，来了解在240h时间内产气的特征与变化情况。为了提高试验的效率，选择使用4组具有缺陷的开关模型，将它们统一放入同一个三相共箱式110kV的GIS设备中，在这个环境内保证试验的过程中其温度和湿度都在一个标准内，避免环境条件的不一致对试验的准确性造成影响。试验中，共设立6个独立的气室，并通过用封闭式的盆式绝缘子进行隔离，试验的过程中还通过设立两组盆式的绝缘子沿面放电模型，这两组盆式的绝缘子具有不同的电极材料，从而将这两组情况进行对比来了解不同电极材料对于其气体产物的影响。另外，还需要设计两组电晕放电的缺陷模型，这计两组电晕放电的缺陷模型，分别使用铁丝电晕放电以及铜丝电晕放电，以此来观察和了解固体绝缘件缺陷和其他的放电类缺陷所产生的产气规律有何不同[1]。

1.2 试验方法

在本文中使用的试验方法为脉冲电流法，其采用的是隔离变压器等措施，来进行试验的抗干扰，其抗干扰能力要达到背景噪音小于5PC的水平，脉冲电流法的试验中，主要采取三相共同加压的方式进行，在这种条件下来实现对总体以及局部放电量的监测。在试验的过程中，对相应的气室内的缺陷模型进行加压处理，加压的过程要持续进行，并要保持240h的加壓时间，然后利用型号为华爱GC9760B的气相色谱仪来进行SF6放电过程中分解气体的跟踪测量，对于这个过程中的分解气体测量要求在每12～24h的范围内进行一次样品的采集，进而分析其H2、CO、CF4、CH4、C2F6、CO2、H2S、SO2F2、COS、SO2、SOF2等产气的特性以及变化规律。

2 试验结果和讨论

2.1 不同缺陷局放量和气压、电压之间的关系

在试验中使用JF-2001局部放电仪来对不同的缺陷模

型进行局部放电，然后对其局部的放电量最大值以及其相位的分布进行检测。通过检测结果分析，高压的导体其电晕放电局部放电量的最大值和盆式绝缘子的沿面放电相比较来说比较小，但是其放电的次数比较多，积累的放电量也比较大；而对于盆式绝缘子的沿面放电来说，其局部放电量的最大值比较大，放电的次数却比较少。根据相应的局部放电仪的检测结果得出，盆式绝缘子的沿面放电模型累计放电量比较大，其与气压和电压之间的关系如表1所示。

2.2 不同缺陷模型相同产气和时间之间的关系

对不同缺陷的相同SF6产气特性进行对比，可以得出随着放电时间增加，不同缺陷的相同SF6产气的特性存在着明显的差异，对于不同气室放电缺陷的产气中均有CO2气体，并且CO2气体还在其产气中占据主要的部分，其随着试验时间的增加，CO2气体含量也在不断增加中。在诸多的试验模型中，盆式绝缘子（铁丝）的沿面放电模型所产生的CO2气体量是最大的，同时其增加的速率也是最高的，从高到低依次为高压导体的电晕放电（铁丝）、盆式绝缘子（铜丝）的沿面放电，而对于高压导体的电晕放电（铜丝）来说，其CO2气体的生成量最少，并且其生成的速率也是最慢。产生这种情况的原因主要是铁丝材料和铜丝材料相比含碳量比较高，同时由于盆式绝缘子的表面局部放电也会对其固体绝缘件产生影响，由于其固体绝缘件是环氧树脂有机材料，其也含有一定的碳元素，因此其比其他材料的模型产生的碳氧化合物的含量要高[2]。

2.3 不同缺陷模型产气比值的变化关系

在进行不同缺陷模型的产气比值研究中，主要采用和油中的溶解气体三比值法来进行变压器故障的判断，这种方法的使用主要是选取（SOF2+SO2）/（SO2F2）、（CO2+CO）/（CF4）和（CF4++CO+CO2）/（SOF2+SO2+SO2F2）这三组体积分数比值来作为不同缺陷类型产气的特征量，其中在4个气室中，都出现放电缺陷（SOF2+SO2）/（SO2F2）随着试验放电时间的增加其也在逐渐地增加，同时也呈现出各不相同的趋势变化，但是，无论在放电的过程中，其能量变化是大还是小，其电极的材料是什么，其一旦涉及固体绝缘件，（SOF2+SO2）/（SO2F2）值都会比母线电晕的放电大。

3 结语

通过实验对4组气体绝缘开关内部缺陷模型的产气因素进行了解，对其不同缺陷模型下的气体分解产物以及影响因素之间的关系进行分析，从而来掌握气体绝缘开关内部固体绝缘件缺陷产气特性，来为其内部故障的诊断和处理提供帮助。

参考文献

[1] 沙彦超，蔡巍，李大卫，等.气体绝缘开关内部固体绝缘件缺陷产气特性[J].高电压技术，2017，43（1）：256-265.

[2] 陈晓清，彭华东，任明，等.SF6气体分解产物检测技术及应用情况[J].高压电器，2010，46（10）：81-84.

[3] 沙彦超，李大卫，蔡巍，等.气体绝缘开关设备内部固体绝缘件缺陷诊断技术[J].华北电力技术，2016（1）：6-11.