羧基碳纳米管吸附SF6放电分解组分的仿真计算

通过SF6分解气体组分及组分含量检测,可以判断气体绝缘电器组合(gas insulated switchgear,GIS)内局部放电(partial discharge,PD)类型及发展程度,对GIS的故障诊断具有重要意义。提出利用羧基修饰碳纳米管(SWNT-COOH)提高碳管的灵敏度和选择性来检测GIS中的SF6分解组分。根据第一性原理,采用Materials Studio分子动力学仿真软件对羧基修饰的单壁碳纳米管吸附SF64种主要分解组分SO2、SO2F2、SOF2和CF4进行了详细的理论计算,分析吸附过程中吸附能、电荷转移量、作用距离、前线轨道和电子态密度的变化情况,结果显示SWNT-COOH对于4种气体检测的选择灵敏度为SO2>SOF2>SO2F2>CF4,可以利用羧基修饰碳纳米管制备气体传感器检测SF6局部放电分解组分。     

SF6新气痕量杂质对SF6电气设备寿命的影响

为了给电气设备中的SF6新气质量控制提供参考,研究了SF6新气中痕量杂质对电气设备运行寿命的影响。通过一个与电流互感器共气室的直线隔离开关装置,模拟了中心导杆上金属尖端放电内部缺陷。在220kV单电压和220kV、3 150A同步升流升压2种方式下,分别充入不同品质的SF6新气进行约100h的试验。并采用SF6气相色谱质谱分析技术、加拿大SF6杂质分析仪DPD,跟踪检测SF6气体痕量杂质各组分体积分数变化情况。结果表明,设备中充入低品质SF6新气(含有较高浓度的全氟烷烃、氟化硫酰、及碳硫氟化物等多种杂质),在放电末期产生较多的SO2F2、SOF2和SO2。而酸性的SO2对设备具有腐蚀作用,因此,当SF6新气中痕量杂质过高时,其充入电气设备后,将减少SF6电气设备运行寿命,尤其是开断设备。     

两种吸附剂对SF6分解特征组分吸附的实验与分析

研究吸附剂对在局部放电下SF6分解组分的影响是探究利用分解组分诊断 SF6电气设备内部早期绝缘缺陷的重要内容。为此,在建立的特定吸附实验研究平台上,选用SF6电气设备中最常用的活性氧化铝和kdhF-03型分子筛吸附剂,对局部放电(partial discharge,PD)下产生的4种SF6稳定分解特征组分(CF4、CO2、SO2F2和SOF2)进行吸收特性研究,利用气相色谱仪和质谱联用仪定时检测气室内气体残余量,结合吸附量和等温吸附线对吸附机制和作用过程进行了深入分析。结果表明：两种吸附剂几乎不吸附 CF4,对CO2略有吸附,但对SO2F2和SOF2有较强的吸附能力,吸附量由多到少依次为SOF2>SO2F2>CO2>CF4。因此,在利用特征组分含量及变化规律辨识 SF6气体绝缘设备的绝缘缺陷时,必须考虑吸附剂的影响。实验也发现选用SOF2+SO2整体作为辨识 SF6设备内部绝缘缺陷的一种特征组分更有效。     

SF6局部放电分解组分光声光谱检测的温度特性

光声光谱检测法在SF6局部放电分解特征气体组分的检测中有较好的效果,但检测温度对其检测的准确度有较大影响。为此,利用构建的光声检测实验平台,获取了SO2、CO2和CF4这3种单一特征气体组分的光声信号温度特性和混合特征气体组分的红外交叉响应特性,对温度影响气体光声信号检测准确度的原理进行了理论分析。研究发现,在30～50°C温度范围内,SO2(波长为7.35μm)、CO2(波长为4.26μm)和CF4(波长为7.78μm)的光声信号值具有负温度特性,混合特征气体组分的交叉响应比例具有正温度特性。同时,提出了一种光声检测微量气体的温度线性校正模型。对该模型进行了校正检验,校正结果与参考温度下的标准光声信号误差<4%。该模型为SF6局部放电分解特征气体组分的光声光谱检测和相应在线监测装置的研制奠定了可行的温度校正基础。     

沿海城市电网户外用线夹与螺栓耐蚀性研究

介绍了对线夹与螺栓试件进行的盐雾试验、亚热带海洋性气候条件下的加速试验和表面防锈油脂动态湿热试验,以评估其材质与表面处理工艺。试验结果建议在近海边站或输电线路选用40Cr低合金钢作为基材并进行达克罗（2涂2烘）处理的螺栓,离海较远的站或线路可选用以Q235为基材并进行达克罗（2涂2烘）处理的螺栓。     

220 kV GIS SF6 CT气室闪络分析

通过常规与非常规化学、电气试验手段,对GIS SF6 CT气室中闪络故障前后固体粉末、气体成分及CT气室内的化工材料进行排查试验,证明频繁发生闪络故障的内置式CT气室内存在丁腈橡胶板,其腐蚀性硫与气室内触头等镀银件反应形成硫化银,最终形成导电通道,引起CT气室闪络击穿.     

针-板电极局部放电光测法信号一次积分值与放电量的关系

为解决电气设备局部放电(PD)光测法定量检测的问题,在深入分析PD光测法信号一次积分值物理意义的基础上,推导出信号一次积分值与视在放电量成线性关系。实验结果表明:针-板电极空气间隙在不同极性、不同距离下的PD光测法信号一次积分值与视在放电量均成线性关系,斜率大小是正针负板大于负针正板,且针-板电极间隙距离越大斜率越大。另外,随着施加电压升高,PD脉冲重复率增大,信号一次积分值和视在放电量分布区间均变宽,且分布区间的最大值和最小值均变大。因此,可以用光测法信号获取PD视在放电量,但需对不同极性和不同间隙距离进行一定的校正。     

SF6局部放电分解产生SOF2特征组分的光声光谱检测

为了预防SF6气体绝缘设备早期绝缘缺陷,可通过检测SF6局部放电过程中产生的特征组分氟化亚硫酰(SOF2)体积分数大小和变化规律进行判断。针对SOF2传统检测法存在的不足,引入具有检测灵敏度高、不消耗被测气体、特别适用于在线监测等优点的光声光谱检测技术。利用宽频红外光源构建了一台用于检测SOF2的光声检测实验装置。并分析了其特性参数,获得了光声信号强度与SOF2体积分数之间的关系,得到了SOF2的最低检测限为4.6×10-6。与气象色谱仪的对比检测表明:光声检测法与气相色谱法的平均检测误差为5.9%。结果说明,所提光声检测装置能有效检测SOF2,并为最终研制SOF2光声光谱在线监测系统提供关键技术支撑。     

针-板缺陷模型下局部放电量与SF6分解组分的关联特性

为了定量判断气体绝缘组合开关电器(GIS)内金属突出物缺陷所产生局部放电(PD)的严重程度,在自建的SF6放电分解实验平台上,用针-板缺陷模型产生PD使SF6发生放电分解形成特征组分,分别在不同电压等级下进行96h实验,采用气相色谱法对分解组分进行定量测定,同时用50Ω无感电阻检测PD量大小,深入研究了PD量与SF6气体分解组分之间的关联特性,结果表明,针-板缺陷PD下SF6分解可产生CF4、CO2、SO2F2、SOF2等组分,SO2F2和SOF2的体积分数及产气速率与每秒平均放电量Qsec关联性良好,SO2F2和SOF2的体积分数及产气均方速率随Qsec增大而增加,而(SOF2+SO2F2)与(CO2+CF4)的体积分数比值随Qsec近似呈线性增长,CF4与CO2以及SOF2与SO2F2的体积分数比值可作为较大Qsec的辅助判据,因此,可以通过SF6气体组分定量分析来判断GIS设备内部PD的程度。     

SF6气体杂质与潜伏性故障诊断技术研究

基于SF6气体放电分解特性,模拟7种内部缺陷;然后用气相色谱、气相色谱质谱联用仪、DPD SF6杂质分析仪对SF6放电分解产物进行跟踪分析;进一步利用上述仪器对SF6电气设备进行普查;总结出SF6气体分解产物与SF6电气设备内部缺陷间关系;最后制定了SF6电气设备SF6气体检测周期、指标与故障判据,使SF6电气设备状态检修实际成为可能.