GIS
我國的GIS設備研制工作起步于60年代,1971年我國首次研制成功110kV GIS設備并投入運行。自改革開放以來,我國大型的核電站、火電站、水電站、變電站先后都選用了GIS設備。例如:大亞灣、秦山核電站、四川二灘水電站、廣東沙角火電廠、三峽水電站的升壓變電站等都采用的GIS設備。自80年代開始,國產大型GIS設備也投入電網(wǎng)系統(tǒng)運行。GIS設備除了具有優(yōu)越的技術性能外,其最大的優(yōu)點就是設備所占用的土地只有常規(guī)設備的15%-35%,對于我國節(jié)約土地的國策是非常有利的,十分符合我國國情。
隨著GIS運行年限的延長,其內部絕緣的老化、異物等雜質在開關操作振動和靜電力作用下移動等,會產生局部放電,以及斷路器正常開斷引起電弧放電,都可能會引起SF6分解。純凈的SF6氣體熱穩(wěn)定性強,加熱至500℃時都不會分解。因此,在GIS運行過程中,引起SF6氣體分解最主要的原因是放電故障。一般基于放電過程中釋放能量的多少分為三種放電形式:火花放電、電弧放電和電暈放電。GIS中放電故障如表所示。
②電弧放電:由斷路器開斷引起的電弧放電,其中心溫度可達20000℃,電弧電流大小從幾萬安到幾十萬安,電弧電流決定放電能量,范圍為105-107J。在高溫電弧作用下SF6分解產生等離子區(qū),但隨著放電故障的消失快速復合。在水、金屬原子等雜質影響下,會進一步反應,分解產物種類將會增加。此外,GIS運行故障也是引起電弧放電的原因之一,主要表現(xiàn)GIS主氣室內發(fā)生短路故障時,類似于斷路器中的電弧放電,只是重復率低。
③局部放電:PD是指由于局部電場增強導致GIS中局部電氣擊穿的現(xiàn)象。交流場中為間歇性放電,這是由于放電過程中表面和空間電荷的累積會削弱局部場強,PD一般會自動熄滅。在GIS設備中引起PD的原因很多,主要有:懸浮電位,導體表面粗糙,自由導電微粒,及絕緣介質內部氣隙等。在絕緣介質的缺陷處常常產生PD,連續(xù)數(shù)月或數(shù)年持續(xù)發(fā)展下去便會引發(fā)絕緣故障。雖然一些PD不會引起設備絕緣水平的下降,但SF6分解產物的腐蝕和固體絕緣內的電樹枝等都會導致故障發(fā)生。
GIS制造商提供的技術資料表明各開關氣室與主氣室是相互隔離的,PD主要發(fā)生在GIS主氣室內,其它三種主要發(fā)生在各開關裝置中,因此內部絕緣缺陷PD產生的分解氣體和因其它放電產生的分解氣體是相互獨立的。以此區(qū)分SF6放電分解組分的來源。