GIS的局部放电分析(1)

一、GIS的局部放电特点

GIS(Gas Insulated Switchgear)是封闭式气体绝缘组合电器的简称。其绝缘系统的特点是在一个金属封闭体内充满SF6气体，用环氧浇注的绝缘子，把载流导体支撑在外壳上。由于GIS内工作场强很高，就可能产生下述几种局部放电。

(1)载流导体表面缺陷，如有毛刺、尖角、设计不合理、导体表面的电场强度过高等，均会引起的局部放电。由于导体周围全是气体所包围，所以这种局部放电又可称为电晕。

(2)绝缘体与导体的交界面上存在气隙，这种气隙可能是在产品制造时残留的，也可能是在使用中热胀冷缩形成的。气隙中分配的场强高，而气隙本身的击穿场强又低，于是在气隙中首先产生放电。

(3)浇注绝缘体中的缺陷，如气泡、裂纹等所产生的局部放电。

(4)在SF6中导电微粒在强电场下产生的局部放电。

图10—1为上述几种放电的示意图。对于上述几种放电，用电测法测量时，在示波器50Hz.扫描椭圆时基上，可以看到不同的放电图形，如图10—2所示。图10—2a是导体表面有缺陷的放电，这种放电都出现在试验电压(工频交流)负半周峰值(3π/2)附近。放电脉冲幅值和间隔几乎相等;图10—2b是绝缘体内部的局部放电图，放电是出现在电压绝对值上升的相位中，正负半周都有，而且基本相同;图10—2c是导体与绝缘体界面的放电图，它与图10—2b基本相同，只是电压的正负半周放电图形不对称;图10—2d是SF6中导电粒子造成的放电，它与电压的相位无关，是随机地跳跃出现在不同的相位上，而且幅值比较大，放电次数不多。

上述各种局部放电，都可能导致整个GIS损坏。在绝缘体中的局部放电会腐蚀绝缘材料，会发展成电树枝，最后导致绝缘击穿，表10—1表示这一破坏过程。

在SF6中的局部放电和绝缘体表面的局部放电，都会生成或分解出一些新的生成物，如在填充剂中有硅元素存在时，可能生成有导电性的SiF4，这就会污染SF6，从而降低其击穿场强，最终造成击穿或闪络。

为了保证GIS的产品质量和安全运行，必须进行局部放电的测量，我国(GB7674—87)《SF6封闭式组合电器》国家标准中规定，要在和1.1Um(Um为试品的额定工作电压)进行局部放电的测量，目前尚未能在标准中做出规定，允许局部放电的水平，而是由制造厂可能达到的水平与用户商定。为了控制产品质量，在生产过程中要对绝缘子单独预先进行局部放电的测量，对110kV绝缘子的放电量，国内工厂一般控制在不超过10pC，引进绝缘子的放电量不超过lpC。