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充氣式試驗變壓器為何會使用SF6氣體填充

  充氣式試驗變壓器為何會使用SF6氣體填充?理論分析和實踐證明,SF6氣體具有優良的絕緣性能.在比較均勻的電場中,其絕緣強度約為空氣的2.5-3倍.在3個表壓下其絕緣強度可達到絕緣油的水平。SF6氣體具有優良的滅弧性能。其優良性能主要表現在以下三個方面:

  (1)優良的熱化學特性和電特性。其電弧結構近似于溫度為徑向矩形分布的弧芯。弧芯部分溫度高導電性好,弧芯外圍部分溫度下降非常陡峭.而外焰部分溫度低,散熱好。因此,SF6電弧電壓低,電弧輸人功率小.對熄弧有利。電弧弧芯導電良好。不容易造成電流折斷.不會出現過高的截流過電壓。電流過零時.弧芯的熱體積小。殘余弧柱細,過零后的介質恢復性能好。

  (2) SF6氣體分子具有很強的負電性。在電弧作用下,一方面,SF6分解出極微量的電性能類似于SF6的低氟化物和F,它們具有較強的負電性,在電弧中能吸收大量的電子。減少電子的密度,降低電導率,促使滅弧。另一方面,由于SF6離子遷移速度比電子慢得多。SF6+與SF6-易于合成SF6,也有利于電弧的熄滅。

充氣式試驗變壓器

  (3) SF6氣體的電弧時間常數小。電弧時間常數是反應滅弧速度的主要指標,對圓柱形電弧而言,該值與電弧半徑的平方成正比,即使在靜止狀態下,SF6的電弧時間常數要比空氣等介質小兩個數量級以上。正由于SF6極小的時間常數,加上迅速的復合能力(10-5~10-6), SF6發揮了巨大的絕緣恢復特性,可以耐受大電流開斷后諸如近區故障那樣嚴酷的恢復電壓。

  影響其絕緣強度的因素有以下幾點:

  (1) 電場均勻性的影響。絕緣強度對電場的均勻性特別敏感。在均勻電場下,絕緣強度隨觸頭間距離的增加而線性增加。距離加大時,則由于電場呈不均勻性而使其絕緣強度增加出現飽和現象。在不均勻電場下,其絕緣強度甚至會接近空氣的水平。

  (2) 與壓力的關系.在較均勻電場下.絕緣強度隨SF6氣體壓力的增加而增加.但并不成正比。

  (3) 電極表面狀態的影響。通常電極表面越粗糙,擊穿電壓越低。電極面積越大,則由于偶然因素出現的概率就越大,因而使擊穿電壓降低。

  (4) 電壓極性的影響。電壓極性對SF6氣體擊穿電壓的影響與電場的均勻性有關。在均勻電場下.由于電場強度處處相等,所以沒有什么極性效應。在稍不均勻電場中,曲率較大的電極為負時,其附近的場強較大,容易產生陰性電子發射,使氣隙的擊穿電壓降低。由于SF6斷路器的絕緣結構都是稍不均勻電場形式,所以其絕緣水平往往由負極性電壓來決定。

  另外,在極不均勻電場中,棒電極電暈放電產生的空間電荷的影響,可使正極性擊穿電壓反而比負極性的低。

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