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500kV SF_6电流互感器电容屏缺陷下的气体分解特性

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西安交通大学学报 2017年第2期51卷 111-120页

作者：刘凯汲胜昌钟理鹏祝令瑜王圆圆西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 国家电网河南省电力公司经济技术研究院郑州450052

为了研究SF_6电流互感器(CT)内存在电容屏缺陷时的气体放电分解特性,分别在实验室内的模拟平台和500kV实体CT内开展了试验研究。在实验室模拟罐体内建立了场强方向平行于电容屏表面的缺陷模型1#和垂直于其表面的缺陷模型2#,在保持相同... 详细信息

为了研究SF_6电流互感器(CT)内存在电容屏缺陷时的气体放电分解特性,分别在实验室内的模拟平台和500kV实体CT内开展了试验研究。在实验室模拟罐体内建立了场强方向平行于电容屏表面的缺陷模型1#和垂直于其表面的缺陷模型2#,在保持相同放电量的条件下对两种模型进行了SF_6气体放电分解试验,结果显示:两种电容屏缺陷下的典型气体分解产物包括CF4、SO_2F2、CS2、SO_2和S2OF105种;在相同时间下,3种含硫氧化物的体积分数从大到小依次为φ(SO_2)、φ(S2OF10)、φ(SO_2F2),产物浓度随加压时间均呈现近线性增长趋势;CF4和CS2是涉及绝缘材料放电特有的分解产物,前者浓度远高于后者;对绝缘材料进行XPS元素能谱分析,得出C元素来源于绝缘材料;此外,放电量相近时模型2#下的分解产物浓度低于模型1#。最后,在500kV SF_6式实体CT内设置了电容屏沿面及屏间短路复合缺陷,结果表明,实体缺陷下的分解产物种类和变化趋势与同类型的实验室模拟缺陷结果一致。在实验室内模拟缺陷进行气体分解特性的研究对实际应用具有指导意义。

关键词： SF6电流互感器电容屏绝缘缺陷分解特性

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固体绝缘沿面缺陷下的SF6分解特性及机理

高电压技术 2018年第9期44卷 2977-2987页

作者：钟理鹏汲胜昌刘凯祝令瑜熊庆崔彦捷湖南大学电气与信息工程学院长沙410012 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

为了奠定气体产物检测法在固体绝缘沿面缺陷诊断中的应用基础,在实验室内的SF6放电分解实验平台上探究了SF6气体在固体绝缘沿面缺陷下的分解特性,同时利用量子化学计算方法对关键产物的生成路径进行了研究。结果显示,固体绝缘沿面缺陷... 详细信息

为了奠定气体产物检测法在固体绝缘沿面缺陷诊断中的应用基础,在实验室内的SF6放电分解实验平台上探究了SF6气体在固体绝缘沿面缺陷下的分解特性,同时利用量子化学计算方法对关键产物的生成路径进行了研究。结果显示,固体绝缘沿面缺陷下的特征产物主要包括SOF2、SO2两种含硫含氧产物以及CO、CO2、CF4、CS2等多种含碳产物。其中CO2、CO、CS2的体积分数在放电最后阶段分别从0.46×10-6、4.22×10-6、18.69×10-6快速增长至2.05×10-6、14.76×10-6、27.77×10-6,可以认为其生成速率是判断缺陷严重程度的重要表征量。固体绝缘表面发生沿面放电时会发生复杂的反应,CF4主要通过碳氢化合物CHx逐步与F、HF反应生成;CO来源于碳氢化合物的氧化脱氢反应;CO2的生成则包括碳氟化合物氧化、CO氧化分解、碳氢化合物氧化脱氢等3个路径;CS2可能经CHx与S2或H2S反应生成。现场故障案例验证了该研究结论在实际生产应用中的实用价值。

关键词：沿面缺陷分解特性分解机理生成路径特征产物

基于X射线短时照射的高压直流GIS/GIL绝缘子表面电荷主动消散方法

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电工技术学报 2020年第14期35卷 3147-3151页

作者：汪沨梁芳蔚钟理鹏陈赦谢亿湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湖南省电力有限公司电力科学研究院长沙410007

直流气体绝缘开关装置及气体绝缘输电管道(GIS/GIL)绝缘子长期运行过程中会积聚大量表面电荷,易引起绝缘子异常闪络。近年来国内外学者开展了大量卓有成效的工作,深刻揭示了绝缘子表面电荷的积聚和消散机理,但GIS/GIL不打开罐体条件下,... 详细信息

直流气体绝缘开关装置及气体绝缘输电管道(GIS/GIL)绝缘子长期运行过程中会积聚大量表面电荷,易引起绝缘子异常闪络。近年来国内外学者开展了大量卓有成效的工作,深刻揭示了绝缘子表面电荷的积聚和消散机理,但GIS/GIL不打开罐体条件下,绝缘子表面电荷的快速消散问题一直没有解决。该文首次提出基于X射线短时照射的绝缘子表面电荷主动消散新方法,试验研究发现X射线照射30s即能使空气中绝缘子表面电荷几乎完全消散。对基于X射线照射的绝缘子表面电荷消散机理进行了探讨,认为X射线可能通过促进气体侧电荷沿传导及绝缘子表面电荷脱陷而实现其快速消散。由于X射线能够穿透GIS/GIL金属罐体,相关实验结果为GIS/GIL不打开罐体条件下实现绝缘子表面电荷快速消散提供了可能途径,对进一步推进直流GIS/GIL工程化具有重要意义。

关键词：直流GIS/GIL 绝缘子表面电荷 X射线主动消散

涉及绝缘材料的悬浮电位缺陷下的SF6分解特性

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高电压技术 2018年第1期44卷 201-209页

作者：汲胜昌高璐钟理鹏祝令瑜王文浩何文林西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 国网湖南省电力公司电力科学研究院长沙410004 国网浙江省电力公司电力科学研究院杭州310014

为了探究SF6气体在悬浮电位缺陷下的分解特性，构建了SF6分解实验平台及悬浮电位缺陷模型，分别在不同外施电压以及气压下进行了放电分解实验。结果表明，该缺陷类型下的主要典型分解产物包括S02F2、SOF2、C02、S024种，其产气速率由高... 详细信息

为了探究SF6气体在悬浮电位缺陷下的分解特性，构建了SF6分解实验平台及悬浮电位缺陷模型，分别在不同外施电压以及气压下进行了放电分解实验。结果表明，该缺陷类型下的主要典型分解产物包括S02F2、SOF2、C02、S024种，其产气速率由高到低依次为：CO2、SOF2、SO2F2和SO2，且其体积分数妒的变化规律受到放电量及其充装气压的影响。φ（SOF2＋S02）／φ（S02F2）和φ（SOF2＋S02＋S02F2）／φ（C02）随加压时间表现出较好的稳定性。因此，可以利用几种典型产物的体积分数变化规律及浓度比值作为判断局部放电强度及缺陷类型的特征量。

关键词： SE6 悬浮电位缺陷分解特性典型产物含量比值局部放电

低气压下串联直流电弧故障电磁辐射幅值及频率特性

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中国电机工程学报 2017年第4期37卷 1071-1079页

作者：熊庆汲胜昌陆伟锋祝令瑜钟理鹏褚艳芳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 国网成都供电公司四川省成都市610041

为了检测低气压下串联直流电弧故障,搭建了低气压下直流电弧故障试验平台,研究了不同试验条件下的直流故障电弧电磁辐射特性。利用四阶Hilbert分形天线检测直流电弧故障的电磁辐射信号,在11个气压下(96,86,76,66,56,46,36,26,16,6和0.6k... 详细信息

为了检测低气压下串联直流电弧故障,搭建了低气压下直流电弧故障试验平台,研究了不同试验条件下的直流故障电弧电磁辐射特性。利用四阶Hilbert分形天线检测直流电弧故障的电磁辐射信号,在11个气压下(96,86,76,66,56,46,36,26,16,6和0.6k Pa)对4种电极材料(黄铜、紫铜、不锈钢和铝)进行了串联直流电弧故障试验,并在低气压下对不同直径(1~7mm)和形状(尖形和平形)的黄铜电极进行了试验研究。考虑了电极移动速度对电磁辐射特性的影响。对各种试验条件下采集到的电磁辐射脉冲幅值进行了统计分析,并对电磁辐射脉冲进行了快速傅里叶变换,提取出特征频率。试验结果表明:直流电弧电磁辐射脉冲幅值随着气压、电极直径、形状和电极移动速度的改变而变化,并且具有方向性;而电磁辐射脉冲的特征频率范围(36~41MHz)与气压、电极直径、形状和电极速度无关,将其作为检测串联直流电弧故障的特征量具有一定的适用性。

关键词：串联直流电弧电磁辐射 Hilbert分形天线低气压电极材料

面向工程化的高压直流GIL绝缘子表面电荷主动消散与检测方法探讨

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高压电器 2023年第9期59卷 67-75页

作者：吴厚杰汪沨陈赦钟理鹏梁芳蔚湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 清华大学电力系统及大型发电设备安全控制与仿真国家重点实验室北京100084

绝缘子表面电荷积聚是高压直流GIS/GIL需要重点关注的绝缘问题,近年来关于绝缘子表面电荷积聚机理、消散、检测等方面的研究工作取得了很大进步。论文对面向工程化的直流GIL绝缘子表面电荷主动消散和检测方法进行探讨;提出表面电荷本征... 详细信息

绝缘子表面电荷积聚是高压直流GIS/GIL需要重点关注的绝缘问题,近年来关于绝缘子表面电荷积聚机理、消散、检测等方面的研究工作取得了很大进步。论文对面向工程化的直流GIL绝缘子表面电荷主动消散和检测方法进行探讨;提出表面电荷本征积聚和外诱积聚的概念,为直流GIL在设计、运行、维护阶段减少电荷积累铺平了道路;对基于X射线辐照的绝缘子表面电荷GIS/GIL罐体外的主动消散方法进行讨论,提出基于嵌入式静电传感器的绝缘子表面电荷积聚严重程度的评估方法,为直流GIL工程化提供理论和技术支撑。

关键词：表面电荷本征积聚外诱积聚主动消散电荷检测

低微水的体积分数对SF_6局部放电及分解特性的影响

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西安交通大学学报 2016年第3期50卷 112-119,133页

作者：钟理鹏汲胜昌刘凯祝令瑜王文浩何文林董雪松西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 浙江省电力公司电力科学研究院杭州310014

为了研究交流电压、低体积分数（〈1 350×10^-6）条件下水分对SF6气体局部放电及分解特性的影响,搭建了SF6绝缘电力设备实验及检测平台,详细描述了金属突出物缺陷下局部放电量及SOF2、SO2F2、SO2、CO2等4种气体分解产物随微水的体积分... 详细信息

为了研究交流电压、低体积分数（〈1 350×10^-6）条件下水分对SF6气体局部放电及分解特性的影响,搭建了SF6绝缘电力设备实验及检测平台,详细描述了金属突出物缺陷下局部放电量及SOF2、SO2F2、SO2、CO2等4种气体分解产物随微水的体积分数的变化规律。结果表明,平均局部放电量和总体放电量都随微水的体积分数呈现先下降后上升的趋势;微水的体积分数的增加对几种产物均有促进作用,且对3种含硫产物的促进作用强于对CO2的促进作用。气体产物体积分数比值φ（SOF2＋SO2）/φ（SO2F2）随微水的体积分数的变化表现出较好的稳定性,最终稳定在3-4之间;φ（SOF2＋SO2＋SO2F2）/φ（CO2）则随着φ（H2O）的增加呈现总体增长的趋势,其低微水的体积分数下的值在2.5-3之间。因此,SF6气体分解检测法应用过程中需要充分考虑微水的体积分数的影响。

关键词： SF6气体绝缘电力设备分解特性气体分解产物水分

基于SF6分解特性的电力设备绝缘缺陷检测方法

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电力科学与技术学报 2016年第3期31卷 116-122页

作者：唐峰钟理鹏汪伟刘凯深圳供电公司有限公司深圳518048 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049

搭建SF6GIS电力设备试验平台,分别设置尖端电晕、悬浮电位及绝缘子沿面等三种绝缘缺陷,研究GIS中典型绝缘缺陷下的SF6气体分解特性,同时针对现场案例进行应用分析。试验结果显示,SF_6气体的分解特性与绝缘缺陷的类型密切相关,尖端电晕... 详细信息

搭建SF6GIS电力设备试验平台,分别设置尖端电晕、悬浮电位及绝缘子沿面等三种绝缘缺陷,研究GIS中典型绝缘缺陷下的SF6气体分解特性,同时针对现场案例进行应用分析。试验结果显示,SF_6气体的分解特性与绝缘缺陷的类型密切相关,尖端电晕及悬浮电位缺陷下检测到的主要分解产物包含SO_2F_2,S_2OF_(10)和SO_2,其中,S_2OF_(10)在悬浮电位缺陷下的含量明显高于尖端电晕缺陷,可以利用产物含量比值φ(S_2OF_(10))/φ(SO_2F_2)对这2种缺陷进行识别。绝缘子沿面缺陷条件下能检测到CF_4,CS_2等含碳产物以及较高含量的SO_2。现场应用案例显示,SF_6气体产物检测法是一种诊断GIS内部绝缘缺陷的有效方法。

关键词：电力设备绝缘缺陷尖端电晕 GIS SF6气体分解特性

吸附剂对SF_6典型分解产物含量及变化规律的影响

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西安交通大学学报 2015年第2期49卷 86-92,134页

作者：钟理鹏汲胜昌李金宇王圆圆崔彦捷郭锦龙冀国龙西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 山西省电力公司电力科学研究院太原030001

选用了电力设备中常用的吸附剂KDHF-03分子筛,模拟研究了吸附剂对电力设备中SF6气体在局部放电下分解特性的影响,特别关注了SO2、SO2F2、S2OF10等几种典型分解产物添加吸附剂前后的产生规律。结果表明,添加吸附剂后,3种产物的含量均明... 详细信息

选用了电力设备中常用的吸附剂KDHF-03分子筛,模拟研究了吸附剂对电力设备中SF6气体在局部放电下分解特性的影响,特别关注了SO2、SO2F2、S2OF10等几种典型分解产物添加吸附剂前后的产生规律。结果表明,添加吸附剂后,3种产物的含量均明显降低,SO2F2与S2OF10两种产物的吸附率（体积分数）分别达到79.92%和78.73%,SO2含量则始终低于气体分析系统的检测限度。此外,引入吸附剂之后,SO2F2与S2OF10的产生速率随着加压时间逐渐降低,其含量随时间延长逐渐饱和。最后,提出将φ（S2OF10）/φ（SO2F2）作为SF6类设备绝缘缺陷诊断判据,该比值在有、无吸附剂两种情况下表现出了很好的稳定性,添加吸附剂前后其值均稳定在1.5~2.0之间。

关键词： SF6绝缘类电力设备吸附剂分解特性 KDHF-03分子筛诊断判据