GIS
我国的GIS设备研制工作起步于60年代,1971年我国首次研制成功110kV GIS设备并投入运行。自改革开放以来,我国大型的核电站、火电站、水电站、变电站先后都选用了GIS设备。例如:大亚湾、秦山核电站、四川二滩水电站、广东沙角火电厂、三峡水电站的升压变电站等都采用的GIS设备。自80年代开始,国产大型GIS设备也投入电网系统运行。GIS设备除了具有优越的技术性能外,其最大的优点就是设备所占用的土地只有常规设备的15%-35%,对于我国节约土地的国策是非常有利的,十分符合我国国情。
随着GIS运行年限的延长,其内部绝缘的老化、异物等杂质在开关操作振动和静电力作用下移动等,会产生局部放电,以及断路器正常开断引起电弧放电,都可能会引起SF6分解。纯净的SF6气体热稳定性强,加热至500℃时都不会分解。因此,在GIS运行过程中,引起SF6气体分解最主要的原因是放电故障。一般基于放电过程中释放能量的多少分为三种放电形式:火花放电、电弧放电和电晕放电。GIS中放电故障如表所示。
②电弧放电:由断路器开断引起的电弧放电,其中心温度可达20000℃,电弧电流大小从几万安到几十万安,电弧电流决定放电能量,范围为105-107J。在高温电弧作用下SF6分解产生等离子区,但随着放电故障的消失快速复合。在水、金属原子等杂质影响下,会进一步反应,分解产物种类将会增加。此外,GIS运行故障也是引起电弧放电的原因之一,主要表现GIS主气室内发生短路故障时,类似于断路器中的电弧放电,只是重复率低。
③局部放电:PD是指由于局部电场增强导致GIS中局部电气击穿的现象。交流场中为间歇性放电,这是由于放电过程中表面和空间电荷的累积会削弱局部场强,PD一般会自动熄灭。在GIS设备中引起PD的原因很多,主要有:悬浮电位,导体表面粗糙,自由导电微粒,及绝缘介质内部气隙等。在绝缘介质的缺陷处常常产生PD,连续数月或数年持续发展下去便会引发绝缘故障。虽然一些PD不会引起设备绝缘水平的下降,但SF6分解产物的腐蚀和固体绝缘内的电树枝等都会导致故障发生。
GIS制造商提供的技术资料表明各开关气室与主气室是相互隔离的,PD主要发生在GIS主气室内,其它三种主要发生在各开关装置中,因此内部绝缘缺陷PD产生的分解气体和因其它放电产生的分解气体是相互独立的。以此区分SF6放电分解组分的来源。