GIS典型的局部放電特征多種多樣,對(duì)與導(dǎo)致局部放電的原因進(jìn)行分析我們可以找到多種放電缺陷,對(duì)此我們將GIS典型局放缺陷進(jìn)行簡(jiǎn)單歸類介紹如下,大致上可分為8類:
(1)GIS氣室內(nèi)存在自由移動(dòng)的金屬微粒
自由金屬顆粒的外形有粉末狀或尺寸較大金屬顆粒(如螺絲釘)等,那些可以在外電場(chǎng)強(qiáng)度的影響下感應(yīng)自由電荷并得到足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度能量,進(jìn)而在電場(chǎng)力的影響下進(jìn)行活動(dòng),如果磁場(chǎng)強(qiáng)度足夠強(qiáng),自由金屬顆粒得到的能量足夠大,就極有可能性穿過(guò)外殼和高壓導(dǎo)體之間的空隙或移動(dòng)到絕緣有損傷的部位。自由金屬顆?;顒?dòng)的水平既取決于金屬顆粒物的材質(zhì)和外形,又取決于外磁場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)度和影響時(shí)長(zhǎng)等要素。自由金屬顆粒的活動(dòng)可以大幅度減少SF6氣體的損傷水平,當(dāng)金屬顆?;顒?dòng)到絕緣子的表層時(shí),也會(huì)促使表層部分磁場(chǎng)強(qiáng)度集中,進(jìn)而大幅度降低絕緣子表層的閃絡(luò)電壓。因此自由金屬顆粒形成的GIS損傷故障可以分成金屬顆粒在絕緣子表層活動(dòng)形成的絕緣子沿面放電而導(dǎo)致的閃絡(luò)和SF6氣體介質(zhì)擊穿。固體物質(zhì)的沿面閃絡(luò)工作電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到SF6汽體的擊穿場(chǎng)強(qiáng),導(dǎo)體和絕緣體表面的隨意金屬粒子非常容易形成GIS機(jī)器設(shè)備的損害安全事故,不良影響更大。那些金屬顆粒在磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響下形成放電,并隨處不可預(yù)測(cè)性的移動(dòng)。只在形成燃燒氣化后形成其他金屬化合物后沉降在罐體內(nèi)某處。一般來(lái)說(shuō)在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的時(shí)候,可將體積小的金屬顆粒清除,體積大的顆粒依舊磚留在罐體中。
(2) GIS殼體或高壓導(dǎo)體上存在針尖狀突出物
金屬突出物缺陷一般來(lái)說(shuō)是在加工廠或?qū)嵉亟M裝環(huán)節(jié)中形成的,有可能性是導(dǎo)體或外殼表層沒(méi)有處理光潔,也會(huì)有可能性是組裝環(huán)節(jié)中金屬碰撞所形成的。在穩(wěn)定的交流電壓下,尖刺周圍的高壓導(dǎo)電體附近形成六氟化硫損傷氣體較高磁場(chǎng)強(qiáng)度,當(dāng)局部磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到六氟化硫氣體的起暈磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)則形成電暈放電。只不過(guò),在電極其他部位的磁場(chǎng)強(qiáng)度依舊達(dá)不到擊穿場(chǎng)強(qiáng),這類放電只形成在部分范圍而沒(méi)有貫穿整個(gè)電極之間,因此那些高磁場(chǎng)強(qiáng)度區(qū)所形成的電暈有時(shí)候看起來(lái)比較穩(wěn)定,一般來(lái)說(shuō)不會(huì)形成SF6氣體的擊穿。只不過(guò)在迅速暫態(tài)過(guò)程情況下,例如在雷電過(guò)電壓或操作過(guò)電壓(尤其是迅速暫態(tài)過(guò)程過(guò)電壓)下,通常會(huì)引起損傷故障。只不過(guò),目前隨著GIS設(shè)備生產(chǎn)制造工藝和實(shí)地組裝工藝的日趨完善,設(shè)備投入使用時(shí)存在金屬突出物缺陷的概率大幅度降低,小的針尖狀突出物亦可在交流耐壓試驗(yàn)的老煉環(huán)節(jié)清除。
(3) GIS氣室內(nèi)絕緣子表面上存在固定金屬微粒
GIS設(shè)備在生產(chǎn)、裝配、運(yùn)輸以及開關(guān)動(dòng)作等環(huán)節(jié)難以避免在設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生一些金屬顆粒物,金屬顆粒物隨機(jī)運(yùn)動(dòng)其中有部分會(huì)吸附在絕緣子表面,這部分絕緣子通常會(huì)向場(chǎng)強(qiáng)低的區(qū)域移動(dòng)從而不會(huì)發(fā)生局放;但是有些情況,當(dāng)絕緣子表面存在油污將金屬顆粒物黏住或者在開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生高溫的金屬粒子燒熔在絕緣子表面時(shí),金屬顆粒會(huì)產(chǎn)期固定在絕緣表面,從而會(huì)導(dǎo)致局部場(chǎng)強(qiáng)集中,大大降低了絕緣子表面的閃絡(luò)電壓,最后形成局部放電,嚴(yán)重的話還會(huì)引發(fā)絕緣事故。
(4) GIS氣室內(nèi)高壓導(dǎo)體附近存在懸浮電位體或?qū)w間連接點(diǎn)接觸不好
GIS內(nèi)部用以改善危險(xiǎn)區(qū)域的電場(chǎng)分布的屏蔽電極與高壓或者接地導(dǎo)體間的電氣連接一般采用輕負(fù)載接觸,然而,一些連接部件在前期雖然接觸良好,但隨著開關(guān)操作所產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致移位或隨著時(shí)間老化、劣化,都有可能造成屏蔽罩松動(dòng)、固定底座用的螺栓松動(dòng),從而出現(xiàn)懸浮電位。同時(shí),靜電屏蔽體或?qū)w連接點(diǎn)機(jī)械的不良接觸又會(huì)加劇因靜電力引起的機(jī)械振動(dòng),從而進(jìn)一步導(dǎo)致接觸不良,最終出現(xiàn)電極電位浮動(dòng)。對(duì)于大多數(shù)電位浮動(dòng)的電極,所形成的等效電容在充電或放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生局部放電,并以各種能量形式往外釋放。