等离子体喷射触发型SF_(6)和SF_(6)/N_(2)间隙开关的触发性能劣化规律

作     者：李晓昂 蒋攀 李志兵 张然 王海晖 赵科 张乔根 LI Xiaoang;JIANG Pan;LI Zhibing;ZHANG Ran;WANG Haihui;ZHAO Ke;ZHANG Qiaogen

作者机构：电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学)陕西省西安市710049 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网江苏省电力公司电力科学研究院江苏省南京市210036 

出 版 物：《电网技术》 (Power System Technology)

年 卷 期：2024年第48卷第7期

页      面：3084-3090,I0120-I0121页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家电网有限公司科技项目(合同号:5500-202155107A-0-0-00):“特高压混合直流工程超高速控制和保护用SF_6/N_2触发间隙开关的关键技术研究及设备研制” 

主　　题：气体氛围 触发特性 触发寿命 性能劣化 SF_(6)和SF_(6)/N_(2)混合气体 

摘      要：在江苏—白鹤滩±800 kV特高压混合直流输电工程中,采用等离子体喷射触发型气体间隙开关可以对可控避雷器进行旁路控制,具有响应速度快,绝缘恢复能力强,通流容量大等优势,应用前景广泛,但触发间隙气体氛围的优化选择尚有所缺失,间隙触发特性和寿命的提升仍有待进一步研究。搭建了等离子体喷射触发实验平台,研究了等离子体喷射触发气体间隙的触发性能劣化规律,分别在SF_(6)和SF_(6)/N_(2)混合气体中探究了间隙触发的临界电路参数,在确定的电路参数下进行触发寿命实验同时探究性能劣化规律。结果表明:相同绝缘强度下,当间隙电压为10 kV时,0.2 MPa SF_(6)氛围下间隙最低可触发电压为3.5 k V,而在0.266 MPa SF_(6)/N_(2)氛围下降低为2.6 kV;在最佳触发电路参数条件和相同绝缘强度下,实验初期,SF_(6)中间隙导通时延为~270μs,等离子体最大喷射高度为4.8 cm,最大喷射速度为1296 m/s,而在SF_(6)/N_(2)中间隙导通时延为~100μs,等离子体最大喷射高度为7.2 cm,最大喷射速度为1525 m/s,而随着放电次数的增加,间隙导通时延增加,等离子体最大喷射高度降低,最大喷射速度减小,直到间隙第一次触发失败达到间隙寿命,SF_(6)中间隙的触发寿命仅有695次,而SF_(6)/N_(2)混合气体中间隙的触发寿命达到了1540次。对可控避雷器用气体间隙触发开关的性能和寿命提升提供了理论指导,同时有助于其在工程领域推广应用。