气体放电试验装置的研制及其应用

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1、上海交通大学工程硕士专业学位论文气体放电试验装置的研制及其应用学校：上海交通大学院系：电子信息与电气工程学院班级：1203121学号：1120312033工程硕士：刘国利工程领域：电气工程导师Ⅰ：肖登明教授导师Ⅱ：费龙菲高工上海交通大学电气工程系2015年5月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringDESIGNINGANDAPPLICATIONOFGASDISCHAGETESTDEVICEAuthor：LiuGuoliSp

2、ecialty:ElectricalEngineeringAdvisorⅠ:Prof.XiaoDengmingAdvisorⅡ:S.E.FeiLongfeiSchoolofElectronicInformationandElectricalEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaMay,2015上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进斤研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其

3、他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中［＾明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名１－一－－一曰期：如年月曰ｒｙ上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子。版，允许论文被查阅和借阅本人授权上海交通大学可［＾将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位

4、论文。。保密□，在年解密后适用本授权书＿本学位论文属于／不保密囚＂＂（请在上方框内打Ｖ）学位论文作者签名；指导教师签日期年日日其【巧的户日ｒ月Ｓ歡＾２上海交通大学工程硕士学位论文摘要气体放电试验装置的研制及其应用摘要气体是一种实用的绝缘介质,不管是中压领域的环网柜还是高压领域的气体绝缘组合电器,都需要气体绝缘介质。而SF6气体是一种使用量很大的气体绝缘介质，在中压领域特别是12kV环网柜市场上占有大部分份额。但近年来的研究发现SF6是温室效应气体之一，是影响全球变暖的重要因素，因此人们着手研究新的绝缘

5、介质取代SF6。气体绝缘水平的高低常通过气体放电试验来验证，因此，我们很有必要研发一套气体放电装置来研究SF6混合气体以及环保型气体的放电特性，并为该气体的推广做好前期技术储备。本文研究气体放电特性的思路是基于以下三种典型的电场：均匀电场、稍不均匀电场和极不均匀电场。三种电场模型可通过一定条件下的板-板、球-球、针-板电极来实现，而气体放电不仅包括气体本体放电还包括沿着绝缘结构表面的放电。因此，一套完整的放电装置要能实现放电现象的观测，不应在试验过程中造成设备表面爬电；设备在试验过程中因电击损坏。其次，还应具有抽真空、充放气、电极切换、

6、间距调节等基本功能。再次，气体放电试验装置也是一种承压容器，要满足压力设备安全使用要求，法兰壁厚、封口连接、压力显示、密封保压、超压泄放等要求必须得到保证。本文通过查阅国内外资料，对气体绝缘设备做了充分的分析和比较，指出其优缺点。通过对罐体壁厚和承压能力的详细计算，确定了罐体的第I页上海交通大学工程硕士学位论文摘要外形尺寸；通过比较几种调节电极方案的优缺点选择了一种动密封方案；通过对压力容器其密封的关键参数研究确定了与密封有关的尺寸及配合间隙。在进行装置的电气结构设计时，首先确定了高压引入端绝缘子/套管的外形尺寸、闪络距离。借助ANSY

7、S仿真软件分析了各种电极情况下的电场分布，并根据仿真结果对电极结构、高压套管的外形和尺寸做了优化。最后研制成功了一整套结构较合理、功能较齐全的气体绝缘试验装置，为环保型气体的研究做好准备。最后利用本套装置进行SF6气体的放电试验，及SF6/N2混合气体的绝缘试验，将试验结果和前人研究的结论对比，所测数据基本吻合，所有试验均达到了预期效果，从而证明用本套装置进行环保气体绝缘方面的研究是完全合适的。关键词：气体绝缘，耐受压力，密封性，电场强度，仿真与优化第II页上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTDISSERTATIONTEMPLA

8、TEFORMASTERDEGREEOFENGINEERINGINSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYDESIGNINGANDAPPLICATIONOFGASDISCHARGETESTDEVI