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可以取代六氟化硫絕緣的氣體
2018-8-3 16:42:05
為尋找六氟化硫氣體的替代氣體，進(jìn)行了大量的研究，但未獲成功。相關(guān)的研究表明，從絕緣角度看，能替代六氟化硫氣體的只有氮氣和空氣。它們的絕緣能力僅為六氟化硫氣體的三分之一。但用這些氣體，則要對設(shè)備重新設(shè)計，并耗用大量的材料。
氮氣六氟化硫混合氣體從生態(tài)和經(jīng)濟(jì)角度看，是個很好的替代氣體。氮氣六氟化硫混合氣體的擊穿強度與氮中六氟化硫的濃度及壓力有關(guān)。從技術(shù)上講，氮的組分至40%，電強度幾乎沒有什么變差。即使80%氮氣 20%六氟化硫的混合氣體也還有純氮氣或空氣二倍以上的電強度。
但氮氣六氟化硫混合氣體只能用作絕緣介質(zhì)，而不能作斷路器中的滅弧介質(zhì)。
氮氣六氟化硫混合氣體具有良好的絕緣性能，即使在六氟化硫含量低的情況下。用六氟化硫氣體含量10%~20%，就可以達(dá)到適當(dāng)?shù)慕^緣性能，而10%~20%六氟化硫氣體含量從技術(shù)、生態(tài)和環(huán)境等方面考慮，用于GIL都是合適的。為了達(dá)到純六氟化硫氣體的絕緣強度，只需適當(dāng)提高壓力約45%~70%，而且六氟化硫的用量及其漏氣率將減少約70%~85%。由于電極曲率和粗糙度而引起的場強增加也在設(shè)備設(shè)計中容易考慮。
國際大電網(wǎng)會議（CIORE）組成特別工作組織（TASK FORCE D1.03.10），研究了氮氣六氟化硫混合氣體的絕緣性能及其使用方法，特別在氣體絕緣輸電管線（GIL）的使用。研究的目的，一方面是減少對溫室效應(yīng)的影響；二是使用混合氣體可降低費用，這特別對用氣量大的GIL很重要。
這種混合氣體中，在有雜質(zhì)存在下的擊穿電壓略低于具有同等絕緣強度的純六氟化硫氣體。但現(xiàn)有的診斷裝置可用于這種混合氣體，它比在純六氟化硫氣體具有同等或更高的檢測靈敏度。帶電件處固定雜質(zhì)的放電電流和信號發(fā)射與純六氟化硫氣體類似。活動雜質(zhì)的信號發(fā)射與氣體類型和混合比例無關(guān)。
這種混合氣體的電流零點滅弧能力及電流開斷性能均差，即使是隔離開關(guān)對母線小的充電電流的開斷能力也會大大降級。先導(dǎo)放電通道更為經(jīng)常地改變方向。在這種混合氣體中比在純六氟化硫氣體中，存在先導(dǎo)放電分支和觸頭間燃弧時對地閃絡(luò)的更大風(fēng)險。對地閃絡(luò)是由于先導(dǎo)放電在觸頭中傳播時分支的緣故。當(dāng)觸頭間的縱向電場突然變成橫向電場，而且連續(xù)接觸頭的主先導(dǎo)產(chǎn)生側(cè)向分支形成對地橫向電場時，就會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。氮氣六氟化硫混合氣體開斷能力差，就是由于先導(dǎo)階躍比在純六氟化硫氣體中數(shù)量多，且先導(dǎo)階躍變其方向的幾率更大的緣故。
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