氣體放電試驗裝置的研制及其應(yīng)用

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1、上海交通大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文氣體放電試驗裝置的研制及其應(yīng)用學(xué)校：上海交通大學(xué)院系：電子信息與電氣工程學(xué)院班級：1203121學(xué)號：1120312033工程碩士：劉國利工程領(lǐng)域：電氣工程導(dǎo)師Ⅰ：肖登明教授導(dǎo)師Ⅱ：費龍菲高工上海交通大學(xué)電氣工程系2015年5月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringDESIGNINGANDAPPLICATIONOFGASDISCHAGETESTDEVICEAuthor：LiuGuoliSp

2、ecialty:ElectricalEngineeringAdvisorⅠ:Prof.XiaoDengmingAdvisorⅡ:S.E.FeiLongfeiSchoolofElectronicInformationandElectricalEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaMay,2015上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進斤研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其

3、他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均己在文中［＾明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名１－一－－一曰期：如年月曰ｒｙ上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子。版，允許論文被查閱和借閱本人授權(quán)上海交通大學(xué)可［＾將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位

4、論文。。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書＿本學(xué)位論文屬于／不保密囚＂＂（請在上方框內(nèi)打Ｖ）學(xué)位論文作者簽名；指導(dǎo)教師簽日期年日日其【巧的戶日ｒ月Ｓ歡＾２上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要氣體放電試驗裝置的研制及其應(yīng)用摘要氣體是一種實用的絕緣介質(zhì),不管是中壓領(lǐng)域的環(huán)網(wǎng)柜還是高壓領(lǐng)域的氣體絕緣組合電器,都需要氣體絕緣介質(zhì)。而SF6氣體是一種使用量很大的氣體絕緣介質(zhì)，在中壓領(lǐng)域特別是12kV環(huán)網(wǎng)柜市場上占有大部分份額。但近年來的研究發(fā)現(xiàn)SF6是溫室效應(yīng)氣體之一，是影響全球變暖的重要因素，因此人們著手研究新的絕緣

5、介質(zhì)取代SF6。氣體絕緣水平的高低常通過氣體放電試驗來驗證，因此，我們很有必要研發(fā)一套氣體放電裝置來研究SF6混合氣體以及環(huán)保型氣體的放電特性，并為該氣體的推廣做好前期技術(shù)儲備。本文研究氣體放電特性的思路是基于以下三種典型的電場：均勻電場、稍不均勻電場和極不均勻電場。三種電場模型可通過一定條件下的板-板、球-球、針-板電極來實現(xiàn)，而氣體放電不僅包括氣體本體放電還包括沿著絕緣結(jié)構(gòu)表面的放電。因此，一套完整的放電裝置要能實現(xiàn)放電現(xiàn)象的觀測，不應(yīng)在試驗過程中造成設(shè)備表面爬電；設(shè)備在試驗過程中因電擊損壞。其次，還應(yīng)具有抽真空、充放氣、電極切換、

6、間距調(diào)節(jié)等基本功能。再次，氣體放電試驗裝置也是一種承壓容器，要滿足壓力設(shè)備安全使用要求，法蘭壁厚、封口連接、壓力顯示、密封保壓、超壓泄放等要求必須得到保證。本文通過查閱國內(nèi)外資料，對氣體絕緣設(shè)備做了充分的分析和比較，指出其優(yōu)缺點。通過對罐體壁厚和承壓能力的詳細(xì)計算，確定了罐體的第I頁上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要外形尺寸；通過比較幾種調(diào)節(jié)電極方案的優(yōu)缺點選擇了一種動密封方案；通過對壓力容器其密封的關(guān)鍵參數(shù)研究確定了與密封有關(guān)的尺寸及配合間隙。在進行裝置的電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先確定了高壓引入端絕緣子/套管的外形尺寸、閃絡(luò)距離。借助ANSY

7、S仿真軟件分析了各種電極情況下的電場分布，并根據(jù)仿真結(jié)果對電極結(jié)構(gòu)、高壓套管的外形和尺寸做了優(yōu)化。最后研制成功了一整套結(jié)構(gòu)較合理、功能較齊全的氣體絕緣試驗裝置，為環(huán)保型氣體的研究做好準(zhǔn)備。最后利用本套裝置進行SF6氣體的放電試驗，及SF6/N2混合氣體的絕緣試驗，將試驗結(jié)果和前人研究的結(jié)論對比，所測數(shù)據(jù)基本吻合，所有試驗均達到了預(yù)期效果，從而證明用本套裝置進行環(huán)保氣體絕緣方面的研究是完全合適的。關(guān)鍵詞：氣體絕緣，耐受壓力，密封性，電場強度，仿真與優(yōu)化第II頁上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文ABSTRACTDISSERTATIONTEMPLA

8、TEFORMASTERDEGREEOFENGINEERINGINSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYDESIGNINGANDAPPLICATIONOFGASDISCHARGETESTDEVI