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探索六氟化硫替代氣體的可行性


探索六氟化硫替代氣體的可行性  

六氟化硫無(wú)電話
氮/六氟化硫混合氣體是六氟化硫混合氣體中最受歡迎的研究。這種混合氣體適用于
絕緣。以下是國(guó)際大型電網(wǎng)會(huì)議的研究。研究結(jié)果被編寫(xiě)成技術(shù)小冊(cè)子260號(hào)（the
Technical Brochure No.260)。下面簡(jiǎn)單介紹一下研究結(jié)果。

即使在六氟化硫含量較低的情況下，氮/六氟化硫混合物也具有良好的絕緣性能。六
氟化硫氣體含量為10%~20%，可達(dá)到適當(dāng)?shù)慕^緣性能，而六氟化硫氣體含量為
10%~20%，在技術(shù)、生態(tài)、環(huán)境等方面均適用于GIL。為達(dá)到純六氟化硫氣體的絕
緣強(qiáng)度，只需適當(dāng)增加45%~70%左右的壓力，六氟化硫的用量和泄漏率將減少
70%~85%左右。電極曲率和粗糙度造成的場(chǎng)強(qiáng)增加也容易被考慮在設(shè)備設(shè)計(jì)中。

國(guó)際電網(wǎng)會(huì)議（CIORE）組成一個(gè)特殊的工作組織（TASK FORCE D1.對(duì)氮/六氟
化硫混合氣體的絕緣性能及其使用方法進(jìn)行了研究，尤其是在氣體絕緣輸電管道中。
（GIL）使用。一方面，研究的目的是減少對(duì)溫室效應(yīng)的影響；其次，使用混合氣
體可以降低成本，這對(duì)于消耗大量氣體的GIL尤為重要。

在這種混合氣體中，雜質(zhì)下的擊穿電壓略低于絕緣強(qiáng)度相同的純六氟化硫氣體。然
而，現(xiàn)有的診斷裝置可以用于這種混合氣體，其檢測(cè)靈敏度與純六氟化硫氣體相同
或更高。帶電部件固定雜質(zhì)的放電電流和信號(hào)發(fā)射與純六氟化硫氣體相似。活性雜
質(zhì)的信號(hào)發(fā)射與氣體類型和混合比無(wú)關(guān)。

這種混合氣體的電流零滅弧能力和電流切斷性能都很差，甚至隔離開(kāi)關(guān)對(duì)母線小充
電電流的切斷能力也會(huì)大大降低。主導(dǎo)放電通道更頻繁地改變方向。與純六氟化硫
氣體相比，主導(dǎo)放電分支和觸點(diǎn)之間的電弧對(duì)地面閃爍的風(fēng)險(xiǎn)更大。地面閃爍是由
于主導(dǎo)放電在觸點(diǎn)中傳播時(shí)的分支。當(dāng)觸點(diǎn)之間的縱向電場(chǎng)突然變成橫向電場(chǎng)時(shí)，
連續(xù)觸點(diǎn)的主導(dǎo)分支產(chǎn)生橫向分支，形成地面橫向電場(chǎng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。氮
/六氟化硫混合氣體切斷能力較差，因?yàn)橄葘?dǎo)向氟化硫跳。

國(guó)際電工委員會(huì)IEC6125標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在最惡劣條件下切斷GIS母線充電電流的試驗(yàn)
程序。一個(gè)六氟化硫絕緣隔離開(kāi)關(guān)通過(guò)了550KV和420KV所需的50次切斷試驗(yàn)。在
絕緣強(qiáng)度相同的氮/六氟化硫混合氣體中進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，420KV下只關(guān)閉了17次，發(fā)生
了兩次對(duì)地閃絡(luò)。因此，這種混合氣體不適合任何切斷任務(wù)。在一些氮/六氟化硫絕
緣的GIS中，六氟化硫氣體的總量至少可以是，但所有沒(méi)有切斷任務(wù)的辦公室都沒(méi)
有硫純。

簡(jiǎn)而言之，長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)尋找六氟化硫氣體的替代氣體進(jìn)行了大量的研究，但
沒(méi)有成功。研究表明，從絕緣的角度來(lái)看，六氟化硫氣體只能通過(guò)氮?dú)?氮?dú)?和空
氣來(lái)替代。它們的絕緣能力只有六氟化硫氣體的三分之一。但是使用這些氣體，重
新設(shè)計(jì)設(shè)備，消耗大量的材料。

從生態(tài)和經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，氮/六氟化硫混合氣是一種很好的替代氣體。氮/六氟化
硫混合氣體的穿透強(qiáng)度與氮中六氟化硫的濃度和壓力有關(guān)。技術(shù)上，氮的成分達(dá)到
40%，電強(qiáng)度幾乎沒(méi)有變差。甚至80%的氮?dú)饬蚧旌蠚怏w的20%也是純氮?dú)?br />或空氣電強(qiáng)度的兩倍以上。

在斷路器中，六氟化硫混合氣體只能作為絕緣介質(zhì)，不能作為滅弧介質(zhì)。

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