PDF《环保型 C4F7N/CO2 混合气体试验平台搭建及绝缘特性分析》

环保型C4F7N/CO2混合气体试验平台搭建及绝缘特性分析 姜旭1 , 霍鹏1 , 朱会2 , 曹蕤1 , 赵培1 (1.

西安西电电气研究院有限责任公司, 西安 710075;

2. 河南日立信股份有限公司, 郑州 450001) 摘要: 环保型C4F7N/CO2混合气体是目前最有潜力替代SF6的绝缘介质.基于如何进行C4F7N/CO2混气和工程 应用问题, 文中结合72.5 kV GIS产品中典型隔离断口结构下的试验样机, 搭建了混合气体绝缘试验研究平台, 研究了雷电冲击电压下, 不同充气压力、 不同断口开距对气体绝缘性能的影响, 并对比分析了20%C4F7N +80% CO2 混合气体与相同试验条件下, 纯SF

6、 纯CO2 气体的绝缘特性差异.试验及分析结果表明, C4F7N/CO2 混合 气体的介质恢复需要一定的时间;

纯SF

6、 CO2及C4F7N/CO2 3种气体的击穿特性与开距、 充气压力近似呈线性 变化且均呈升高趋势, 但C4F7N/CO2混合气体的上升斜率最大;

当开距从5 mm增加至15 mm时, 0.2 MPa充气 压力下, C4F7N/CO2 混合气体50%击穿电压值从65.75 kV上升至179.88 kV;

当充气压力为0.15 MPa时,

15 mm 电极开距下, C4F7N/CO2混合气体50%击穿电压的比纯SF6高35.45 kV. 关键词: 环保型;

C4F7N/CO2;

隔离断口;

绝缘试验;

试验平台 Building Test Platform and Analyzing Insulation Characteristics of Eco?friendly Mixed Gas C4F7N/CO2 JIANG Xu1 , HUO Peng1 , ZHU Hui2 , CAO Rui1 , ZHAO Pei1 (1. Xi'

an XD Electric Research Institute Co., Ltd., Xi'

an 710075, China;

2. Henan Relations Co., Ltd., Zhengzhou 450001, China) Abstract: Eco?friendly mixed gas C4F7N/CO2 has the most potential for replacing SF6. Based on dealing with the problem of C4F7N/CO2 gas mixing and its engineering application, an insulation test platform for investigations is built in this paper, a experimental prototype with typical disconnecting contact structures of 72.5 kV GIS is adopted. Gas insulation characteristics influencing by different filling pressures and different contact distances under lightning impulse voltage are studied. The insulation characteristics of 20%C4F7N+80%CO2 are analyzed and compared with that of pure SF6 and pure CO2 under the same testing conditions. Analysis and results show that C4F7N/CO2 gas needs a certain time for recovering,the breakdown performances of pure SF6,CO2 and C4F7N/CO2 are all approximately linear increasing with the contact distances and filling pressures,but the rising slope of C4F7N/CO2 is the largest. C4F7N/CO2 50% breakdown voltage increases from 65.75 kV to 179.88 kV when contact distance changes from

5 mm to

15 mm under filling pressure 0.2 MPa,and it is 35.45 kV higher than that of pure SF6 under contact distance

15 mm and filling pressure 0.15 MPa. Key words: eco?friendly;

C4F7N/CO2;

disconnecting contact structure;

insulation test;

test platform

0 引言 随着人们环保意识的提高及对良好生态环境的 需求, SF6气体作为电力设备, 尤其是高压电器产品主 要的绝缘与灭弧介质, 因其具有强温室效应及分解产 生有毒气体等缺陷被广泛关注[1-3] , 促进了研究者对替 代SF6 气体的探索与研究工作.文[4-5]在非均匀电 场下, 实验研究了 SF

6、 CO

2、 N2, 以及 SF6/CO

2、 SF6/N2 混合气体的交流击穿强度;

文[6]通过试验测试和分 析了 PFC/CO2 和PFC/N2 等全氟碳化合物混合气体的 局部放电初始电压和击穿电压特性;

文[7]研究了 0.1~0.25 MPa 气压范围内, SF

6、 CF3I、 N2 及CO2 组成 的二元、 三元混合气体在负极性直流电场下的击穿 特性;