GIS设备中典型放电性故障及SF6气体产物

　　GIS 设备在运输、储存和安装中可能发生零部件松动，电极表面刮伤或安装错位引起的电极表面缺陷，导电微粒进入或工具遗忘在装置内等，这些隐患的存在和发展会造成设备内部发生电弧放电、火花放电、电晕或局部放电。

　　笔者针对以上多种类型放电性故障及相关SF6分解机理分别展开讨论。

　　1. 放电性故障类型

　　在SF6 气体绝缘设备中，放电性故障是使SF6 气体发生分解的主要原因。放电形式主要有3 种：电弧放电、火花放电、电晕或局部放电。

　　表1对3种放电类型的产生机理、信号特征、持续时间和放电能量等方面的特点进行了简单的归纳与总结。

　　2.SF6气体分解产物及规律

　　自20 世纪70 年代以来，国内外对SF6 气体在不同放电条件下的分解特性进行了大量基础研究，深入探讨了SF6分解生成物的种类以及SF6分解的一般过程。如CHU F Y 于1986 年对SF6气体分解物的研究进行了总结，后续研究又进一步完善了SF6 气体分解产物种类，其中典型3 种放电下产生的SF6分解产物如表2所示。

　　目前国内外对典型放电故障下的SF6气体分解产物特征形成了如下的共识：

　　（1）电弧放电，温度往往可达20 000 K,会发生气体热分解现象。高温下SF6 及其分解物会与金属发生反应，形成金属氟化物。在分解产物中，SOF2是最主要的稳定分解产物；CF4 是当电弧接触有机材料时形成的；SO2是由SOF2水解形成。

　　（2）火花放电能量相对电弧放电较低，SOF2是最主要的分解产物；SO2F2的体积分数较电弧放电有所增加；SF4是火花放电中重要的初始产物。

　　（3）电晕或局部放电，SO2F2的体积分数相对电弧放电，火花放电情况下要高得多，被认为是最主要的气体产物[5],可作为电晕或低能放电的一种特征。随着放电能量降低（从电弧到火花），SO2F2 体积分数增大。电晕放电时，有微量水份和氧气的前提下，最主要的稳定气体是SOF2、SO2F2和SOF4.虽然电弧放电和火花放电的信号特征、持续时间和放电能量有所差别，但其放电机理和试验结果有相似之处，故在后文中将这两种放电故障类型的机理和试验结果在一起描述和分析。