The invention discloses a method for judging the insulation state in GIS, which comprises the following steps: 1. calculating the critical breakdown electric field; 2. calculating the electric field distribution under different working conditions; 3. defining the difference between the critical breakdown electric field of step 1 and the spatial electric field strength of step 2 as the basis for judging the insulation in GIS; 5. Calculate SF6 gas density distribution in GIS according to the result of step 4; 6. Calculate critical breakdown electric field through step 1 based on SF6 gas density distribution condition of step 5, calculate electric field distribution under different working conditions through step 2, if the insulation margin is less than or equal to 0, breakdown will occur in GIS. If the insulation margin is greater than 0, no breakdown will occur in GIS. The invention considers the factors of SF6 gas distribution variation caused by the temperature rise of bus bar and shell, and provides a comprehensive judgment basis for the operation state of GIS.
【技术实现步骤摘要】
一种GIS内绝缘状态的判断方法
本专利技术涉及高压绝缘
，更具体地说，涉及一种GIS内绝缘状态的判断方法。
技术介绍
六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置简称GIS，在GIS设备的各种故障类型中，绝缘故障发生概率比较多，约占总故障的51％。当GIS设备发生绝缘故障时，对电网的稳定运行造成巨大的危害。发生绝缘故障的根本原因在于现有的GIS母线主导体设计存在着缺陷。当前GIS内绝缘设计的依据为：1、计算不同结构下母线的电场分布是否达到绝缘要求；2、计算设备温升是否超过运行允许条件。GIS内绝缘设计时没有充分考虑主导体(GIS母线)温升使SF6流动造成内部SF6气体分布不均，进而引起局部位置绝缘水平远低于平均值的情况。在施加电场时就会造成SF6气体密度较低部位的绝缘强度不足而产生气体击穿。目前，在电力设备的设计和研究中，需要确定设备的绝缘强度时多从局部放电考虑，常用经验公式或者单一物理场进行研究，很少考虑SF6气体流动给GIS内绝缘带来的影响，无法准确对GIS内绝缘水平进行判断。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提出一种GIS内绝缘状态的判断方法。长期通流SF...
【技术保护点】
1.一种GIS内绝缘状态的判断方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：Step1，计算临界击穿电场；Step2，计算不同工况下的电场分布；Step3，定义绝缘裕度为步骤Step1的临界击穿电场和步骤Step2的空间电场强度的差值，作为GIS内绝缘判断的依据；Step4，温度场与流场的耦合计算；Step5，根据步骤Step4的结果计算GIS内SF6气体密度分布；Step6，基于步骤Step5的SF6气体密度分布条件通过步骤Step1计算临界击穿电场，通过步骤Step2计算不同工况下的电场分布，结合步骤Step3定义的绝缘裕度的数值判断GIS内绝缘水平，若绝缘裕度小于等于0则GI...
【技术特征摘要】
1.一种GIS内绝缘状态的判断方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：Step1，计算临界击穿电场；Step2，计算不同工况下的电场分布；Step3，定义绝缘裕度为步骤Step1的临界击穿电场和步骤Step2的空间电场强度的差值，作为GIS内绝缘判断的依据；Step4，温度场与流场的耦合计算；Step5，根据步骤Step4的结果计算GIS内SF6气体密度分布；Step6，基于步骤Step5的SF6气体密度分布条件通过步骤Step1计算临界击穿电场，通过步骤Step2计算不同工况下的电场分布，结合步骤Step3定义的绝缘裕度的数值判断GIS内绝缘水平，若绝缘裕度小于等于0则GIS内会发生击穿，若绝缘裕度大于0则GIS内不会发生击穿。2.根据权利要求1所述的一种GIS内绝缘状态的判断方法，其特征在于，在所述步骤Step1，采用Saha电离平衡方程求解介质击穿场强，如公式(1)所述，其中，ne、nr和nr+1为相应的电子密度和粒子密度，Zr和Zr+1为粒子的配分函数，k、h和me为玻耳兹曼常数、普朗克常数和电子质量，EΙ,r+1为发生(r+1)阶电离反应所需的电离能，Te、Th分别为电子的温度和重粒子的温度；根据电离平衡理论，当空间电荷场近似等于外电场时，电子崩将会逐渐形成流柱，其中发生电子崩时的电场Er在半径为r的球形区域内，计算公式如公式(2)所述，通过对公式(2)的推导可以得出，其中，Er为介质击穿场强，e为电荷量，ne为单位体积内的电子密度，k为玻耳兹曼常数，E为空间电场强度，Te为电场温度，在不同的压力与电场情况下数值也不同；击穿场强Eb与主导体表面的粗糙度和曲率有关，因此，击穿场强Eb如公式(4)所述，Eb＝KhKfEr(4)其中，Kh为主导体曲率系数，Kf为主导体表面粗糙度系数，Er为根据电离平衡理论所得出的介质击穿场强。3.根据权利要求2所述的一种GIS内绝缘状态的判断方法，其特征在于，在所述步骤Step2中，电场分布的计算是在二类边界条件的限制区域内求解拉式方程，如公式(5)所述，其中，为电位，电场强度与电位之间的关系为：在对电场进行计算时还要考虑不同工况下的情况：(1)雷电冲击工况用公式(7)表示：其中，A为雷电冲击电压的峰值，τ1、τ2分别为波尾和波前时间常数；...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴细秀，庞文龙，周帆，李超群，张海全，杨芷宁，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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