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GIS局部放电下SF6气体分解产物的实验研究
引言
随着能源需求的不断增长，电力系统得到了快速发展。其中，高压电气设备被广泛应用于输电、配电及电力变换等领域，其中SF6气体是其最常用的绝缘气体，其优良的电气性质使其得到了广泛的应用。然而，在使用过程中，设备内部可能会发生局部放电现象，进而引发SF6气体分解，释放出大量有害气体，严重威胁电网运行和环境安全。因此，研究SF6气体分解产物的成分及其机理对电力设备的安全性能和环境保护具有重要意义。
本文通过实验研究分析SF6气体在局部放电作用下的分解产物，采用FTIR和GC-MS对SF6气体分解产物进行分析，研究并探讨其成分及机理。
实验设计
实验设备
本实验采用野外现场装置进行，实验装置由高压耦合器、瓷瓶、气体采样器、采样袋、分析仪和高压直流电源组成（图1）。
图1实验装置示意图
实验操作
将SF6气体通入高压耦合器中，然后给高压耦合器加入高压直流电源。当高压电场达到放电电压时，形成局部放电。在局部放电过程中，利用气体采样器对其进行采样，将采样的SF6气体分解产物储存于采样袋中，最后采用FTIR和GC-MS对其进行分析和检测。
实验结果
分解产物成分
通过FTIR和GC-MS分析，本实验检测到了以下主要的SF6气体分解产物：SO2F2、SOF2、SO2、SO3、CF4、C2F6、CO、CO2等。
机理分析
在局部放电过程中，SF6分子受到高压电场的作用，产生了电子撞击和化学反应，引发SF6分解。根据实验数据以及文献中的研究结果，本文对SF6气体分解的机理进行了分析。
-当电场强度小于发生局部放电需要的击穿电场强度时，SF6气体分子仅因电子撞击而发生偶然性分解，形成SO2、SF4等化合物。
-当电场强度高于击穿电场强度时，SF6分子在局部放电区域逐渐分解，分解产物包括SOF2、SO2F2、SO2、SO3、C2F6等。
-当电场强度继续增大，局部放电电流能够导致SF6分子的主要成分分解为电子、氟离子离子，增加SO2F2生成量，产生了大量有毒有害气体。
结论
本文通过实验研究，分析了SF6气体在局部放电下的分解产物成分及机理。实验结果表明，在高压电器设备中，如发生局部放电，将会引起SF6气体及其分解产物的释放，产生大量的有害气体。因此，在电力设备的设计和使用中，应加强对SF6气体的监测和控制，以保障电力系统的运行和环境安全。