造成Gls內發生局部放電的原因是多方麵的,引(yǐn)發絕緣故(gù)障的缺陷類型(xíng)及故障的(de)平均(jun1)分布如圖所示。

GIS內(nèi)不同缺陷類型引發的絕緣故(gù)障率
(1)自由導電微粒
自由(yóu)導電微粒是(shì)氣體絕緣裝置中最常見的缺陷,它是導致(zhì)GIS絕緣故障的主要原因。這些微粒可能是製造(zào)或(huò)裝配過程中未(wèi)清洗幹淨而產生的遺留物,也可能是機械裝置動作過程中金屬磨擦而產生的(de)金屬粉末。自由導電微粒的形狀有(yǒu)粉末狀或片狀或大尺寸固體顆粒等,它們能夠在外電(diàn)場作(zuò)用下感(gǎn)應(yīng)電荷以獲得足夠的電場能量,並在電場力的作用下發生跳(tiào)動或位移,如果(guǒ)電場(chǎng)足夠強,自由導電微(wēi)粒獲得的能量足夠大,就完全有可能越過外殼和高壓導體之間的(de)間隙或移動到有(yǒu)損絕(jué)緣的地方。金(jīn)屬微粒運動的程度既取決於(yú)材料(liào)和形狀,又取決外電場的強(qiáng)度(dù)和(hé)作用時間等因素。當金屬微粒接近而未接觸到高壓導體時,最(zuì)容易表現的電(diàn)氣特征是產生PD現象。同時,金屬微粒在遷移(yí)過程中(zhōng)和附著在絕(jué)緣子表麵時也會產生PD現(xiàn)象,隻是不同的(de)運(yùn)動形式所產(chǎn)生的PD指紋(wén)譜圖(tú)各(gè)異。(2)固(gù)定金屬突出物
固定金屬突出物通常有兩種存在形式:一是金屬突起毛刺,二是金屬微(wēi)粒附著在固體絕緣表麵。它是因加工不(bú)良、機械破壞或裝(zhuāng)配時的相互擦刮而產生,通常(cháng)異(yì)常尖(jiān)銳,以致在(zài)尖頭(tóu)突出部位(wèi)形(xíng)成絕緣氣體中的高場強區。在穩態(tài)工作條件下,這些高場強區所產生的電(diàn)暈有時顯得較為穩定,不一定會(huì)引起擊穿(chuān)。然而,在快速暫態過電壓下,譬如在操(cāo)作過電壓或雷電(diàn)過(guò)電壓下,往往會引發故障。另外,絕緣子表麵吸(xī)附的固體金屬微粒,若是暫時粘在絕緣子表麵,通常會移動到低場強區而不發生PD,但在某些情況下會長期地固定在(zài)絕緣子表麵,作為固定(dìng)金屬微(wēi)粒,它粘貼在絕緣表麵的作用類(lèi)似於金(jīn)屬突起物。然而,絕緣(yuán)子表麵微(wēi)粒有以下(xià)幾個主要不同特征:①絕緣子上的微粒有(yǒu)時在交接時並不存在,而是過一段時間才出現。有些微粒起初可能並不危險,但由於(yú)機械振動和操作過電壓引起的靜電(diàn)力,會有輕微的運動並最終朝著(zhe)危險的方向(xiàng)發展。
②絕緣子表麵的微粒會形成表麵電荷(hé)聚集,從而在某種程度上加大(dà)了故障的可能性。
③微粒處的放電會導致絕緣子表麵損傷,在工頻場下產生表麵樹痕,最終出現故障。
(3)絕緣子缺陷
絕緣子缺陷有可能發生在絕緣子表麵或內部(bù)。表麵缺陷是由其它的缺陷類型引起的二次效應(yīng),比如PD產生的分解物、金屬微粒或者絕緣氣體中可能過多的水氣引起的破(pò)壞;在現場測試時,閃(shǎn)絡產生的樹痕在某種情況下也可(kě)以被視為絕緣表麵缺陷。內部缺陷通(tōng)常很(hěn)小,常常(cháng)是一些在(zài)製造過程中(zhōng)形成但又很難檢測到的(de)缺陷,比如在製造過程中滲入的(de)金屬微粒、環氧樹脂在固(gù)化過程中的收縮以及環氧樹脂和金(jīn)屬電極(jí)不同的熱膨脹係數而出現的內部空隙和層離;由於裝配誤差,導體的機械運動也可能給絕緣子造成損傷。(4)懸浮電位體
在GIS內部,被廣泛(fàn)地用來改善危險部位的(de)電場分(fèn)布的(de)屏蔽(bì)電極與高壓(yā)導體或接地導體間的電氣連接通常是所謂輕負載接觸(即連接部分隻傳輸很小的(de)容性電流),然而,一些連接部(bù)件在最初安裝時雖然(rán)接(jiē)觸良好,但隨著開關電器(qì)操作所產(chǎn)生(shēng)的機械振動會導致移位或(huò)隨時間(jiān)推(tuī)移帶來的老化,都有可(kě)能造成靜電屏蔽體的接觸不良,從而出現浮動電位。同時,靜電屏蔽體或導體連接點機械(xiè)上的不良接觸又(yòu)會加劇因靜電力引起的機械振動,從而進一步(bù)導致接觸不良,最終出現電極(jí)電位浮動。對於大多數(shù)電位浮(fú)動的電極,所形成(chéng)的等效電容在充電過(guò)程中會產生PD,並伴有(yǒu)較(jiào)強的電磁輻(fú)射和超聲波,同時,放電還會形成腐蝕性的分(fèn)解(jiě)物和微粒,從(cóng)而(ér)加(jiā)速惡化,汙染附近的絕緣表麵直(zhí)致造成(chéng)絕緣(yuán)故(gù)障。(5)微水(shuǐ)含量
在實際設計中,GIS中的高氣(qì)壓SF6絕緣氣體添加某些少量(liàng)其(qí)它氣體(如N2)有利於提高SF6的氣體介質絕緣性能,但少(shǎo)量的微水混入會使SF6的絕緣性(xìng)能大大下降。當溫度下降時,微水就會(huì)出現凝露,結合其(qí)它混合物附著在固體絕緣表麵,影響絕緣表麵的導電性。此外,有(yǒu)些影響絕緣性能的裝配錯誤在交接試驗時可能會被漏(lòu)檢,比如(rú),隻做運輸途(tú)中使用的袋裝幹燥劑,在組裝時卻(què)忘了從GIS部件中取出來,交接試驗時又沒有被檢測到,它雖然不會立即引起故障,但卻對今後GIS的運行帶來隱患。