SF_6电气设备分解产物在线监测方法研究

目前判断SF6电气设备故障的方法大都是对其分解产物进行离线检测,难以尽早地发现设备内部的潜在故障。笔者通过分析SF6电气设备内部故障时分解产物的产生规律和特点,研制了一套基于实时检测SO2的SF6电气设备状态监测系统,在介绍了该系统的设计原理和设计方案的基础上,详细阐述了在系统设计过程中所采用的关键技术,首次实现了SO2电化学传感器在SF6电气设备在线监测中的应用,设计了流动气体取样结构,提高了SO2监测的准确度,提出查询波峰波谷算法计算SO2体积分数的变化速率,采用多级程控增益设计增强系统对于微弱信号的识别能力,从而提高系统监测精度和分辨率。该系统已作为国内首例在遵义变电站一台电流互感和一台断路器上成功应用,试验结果证明了系统的有效性。     

SF_6电气设备分解产物在线监测方法研究

目前判断SF6电气设备故障的方法大都是对其分解产物进行离线检测,难以尽早地发现设备内部的潜在故障。笔者通过分析SF6电气设备内部故障时分解产物的产生规律和特点,研制了一套基于实时检测SO2的SF6电气设备状态监测系统,在介绍了该系统的设计原理和设计方案的基础上,详细阐述了在系统设计过程中所采用的关键技术,首次实现了SO2电化学传感器在SF6电气设备在线监测中的应用,设计了流动气体取样结构,提高了SO2监测的准确度,提出查询波峰波谷算法计算SO2体积分数的变化速率,采用多级程控增益设计增强系统对于微弱信号的识别能力,从而提高系统监测精度和分辨率。该系统已作为国内首例在遵义变电站一台电流互感和一台断路器上成功应用,试验结果证明了系统的有效性。     

新型SF6电流互感器绝缘在线监测系统

本文介绍了一种新型SF6充气式电流互感器绝缘状态在线监测系统,在保证了SF6气体不发生泄漏,可回收的基础上,设计了独特的气路结构,并采用红外传感器技术和电化学原理实现对SF6电流互感器中SF6气体纯度以及故障分解产物SO2含量的连续监测。相比现有的SF6绝缘监测装置,该系统通过监测SF6气体纯度信息直接判断电流互感器的绝缘状况,同时通过检测分解产物SO2的含量可以为判断具体故障和潜在内部故障提供科学依据,最终对SF6电流互感器主绝缘劣化状态做出准确判断和预测。通过监测结果,验证了该系统的可行性。     

基于紫外光谱SF_6电气设备内SO_2组分在线监测法

现有化学检测法检测SF6电气设备放电故障时存在滞后性且耗时耗力,因此提出应用紫外光谱快速在线鉴别设备中的SO2组分,实现放电故障在线监测。利用快速Fourier变换分析、自相关分析、功率谱密度分析对209~219 nm及295~305 nm 2个特征区数据进行处理,选取相关峰数目、相邻峰间距离的期望和标准差、以及快速Fourier变换和功率谱密度的最大峰值处频域分量5个特征值,采用表决原理实现设备内微量SO2组分判别。通过SO2标准气体检测实验,确定特征值阈值,证实提出方法对SO2体积分数的检测限10-6。通过现场测量实际运行且疑似存在放电故障的SF6电流互感器内气体,证实提出的方法可在线、有效地发现微量SO2特征,且该设备内确已发生放电,判断结果与SF6综合测试仪测试结果一致。     

用于SO_2气体检测的4A型分子筛掺杂碳纳米管气敏传感器研制

SO2作为SF6气体在局部放电作用下的重要特征分解组分,其体积分数大小和变化规律可用于判断SF6绝缘设备内局部放电的严重程度。为提高碳纳米管传感器对SO2气体的检测灵敏度,实现对SO2气体的快速实时检测,提出了一种分子筛掺杂碳纳米管制备气敏传感器的方法,研究了不同掺杂比例的传感器对体积分数为10-4的SO2气体的气敏响应特性,并对反应机理进行了初步探讨。结果表明:与本征碳纳米管相比,4A分子筛掺杂制备出的碳纳米管气敏传感器对SO2的灵敏度有了显著提高,电阻变化率从0.96%最大提高至33.7%,并且传感器具有良好的重复性和稳定性,多次重复试验表明传感器电阻变化率保持稳定。研究结果为最终实现SF6气体绝缘设备中SO2气体的在线监测奠定了试验基础。     

室内SF6设备气体泄漏监测系统应用与分析

通过几种SF6气体检漏原理及方法的对比研究,确定采用高压电晕放电原理检测SF6气体泄漏;根据现场设备对SF6气体泄漏监测的功能及技术要求,完成了室内SF6设备气体泄漏实时在线监测系统的设计并在多个变电站实施,取得了良好效果。     

火花放电下SF6特征分解产物演化特性研究

高压SF6开关设备运行中的放电故障(火花放电、电弧、局部放电等)诱导SF6分解为低氟硫化物,放电温度降低带来的SF6复合过程仍可保证设备具有良好的绝缘和灭弧能力。然而,当低氟硫化物与设备内无法避免的水蒸气和氧气杂质发生反应时,产生的腐蚀性产物会对设备的正常运行带来威胁,从而为利用SF6特征分解产物进行故障诊断提供依据。因此,文中利用气相色谱仪诊断技术对火花放电下SF6特征分解产物SOF2,SO2F2和SO2的演化特性进行研究,结果表明产物的摩尔分数随水蒸气和氧气体积分数的增加而升高,火花放电能量的提升也对分解产物的生成具有促进作用。文中工作可以为高压开关设备故障诊断和运行状态在线监测奠定理论基础。     

GIS在局部放电下的SF_6气体分解产物实验研究

笔者使用自行设计126 kV交流工频电源和GIS局部放电实体实验平台以及气体分析检测系统,模拟对地放电故障状态,对局部放电引起的SF6分解物特征组份气体进行定性定量分析,用脉冲电流法对局部放电强度进行监视,得到局部放电引起SF6气体分解物特征组份及变化规律。研究表明:局部放电致使SF6气体发生分解,特征组分为SOF2、SO2、S2OF10,SOF2、SO2与局放持续时间、局放强度呈现正相关性,吸附剂对于SF6分解物检测有影响。     

特高压变电站GIS局放在线监测技术提升措施及案例分析

交流特高压GIS设备对气室内局放具有较高的要求,特高频局放在线监测可以对GIS内部情况进行实时监控,但仍存在可靠性差、误报率高等问题。文中阐述了特高压变电站GIS局部放电在线监测技术应用现状和配置情况,对GIS局部放电在线监测系统应用中存在的问题进行了总结,并提出了相应的提升措施。结合某特高压变电站的在线监测应用情况,通过特高压GIS内部局部放电的具体案例,证实GIS局放在线监测系统对于某些GIS设备内部故障具有一定的预见性,在采取提升措施后,结合移动式带电检测技术,可有效发现和跟踪GIS局部放电故障,避免重大设备故障的发生。     

基于图像处理和光电传感技术的SF6气体在线监测系统设计

对变电站设备状态进行监测是智能变电站的一个重要的组成部分。针对高压断路器SF6断路器在线监测的特点,设计了基于图像处理技术和光电传感技术的SF6气体压力状态实时在线监测系统。针对变电站中使用的彩色SF6压力表,提出了一种快速报警的仪表图像直读算法,基于该算法进行图像处理,识别SF6气体压力状态。SF6气体压力状态在线监测数据通过ZigBee无线通信技术传输,基于LabVIEW编写的后台软件能够在线实时显示SF6气体压力状态。对设计的系统进行了初步的实验室测试,验证了该系统方案的可行性。     

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。     

SF6电气设备放电故障检测和判断方法

根据SF6 电气设备的放电特点,将SF6 电气设备放电故障分为硬故障和软故障.通过分析SF6电气设备放电故障分解产物,确定了检测和判断SF6电气设备放电故障的特征组分为二氧化硫(SO2)和硫化氢(H2S),并提出把特征组分检测作为预防性常规检测项目.根据实践经验,分析、总结出SF6电气设备放电故障判断标准,包括注意值、故障值、严重故障值、特征组分体积分数比值和放电电流计算公式.     

SF6分解产物的红外光谱特性与放电趋势

SF6分解组分与GIS的绝缘缺陷密切相关,通过气体组分的监测可对GIS内绝缘状态做出评估。为此,利用傅立叶变换红外吸收光谱法(FTIR)和气相色谱法(GC)对SF6局部放电分解组分进行了检测分析,每12 h检测一次,共放电96 h。成功检测到了SOF2、SO2F2、SO2、SOF4、SF4等气体,且在不同的时段检测到了不同的组分种类和体积分数变化趋势,FTIR可检测的组分种类比GC多。利用各吸收峰的吸光度值做初步的定量分析,发现不同的放电时间有不同的气体组分和产气率,该方法能够实现GIS的在线监测。     

GIS中局部放电与气体分解产物关系的试验

SF6分解气体检测法,因其不受电磁噪声和振动干扰,同时也适用于过热故障的检测等优点,成为对GIS设备进行局部放电检测诊断的重要手段,应用前景广阔。为填补现有文献中关于GIS设备局部放电与SF6分解产物关系的研究空白,在实验室建立了一套能够检测SF6分解气体产物的GIS局部放电研究平台,利用长期加压法研究了局部放电类型、放电严重程度以及气体压强对SF6气体分解产物体积分数的影响以及分解产物体积分数随时间的变化趋势。研究结果表明:在尖刺放电、悬浮放电、沿面放电3种类型中,GIS设备中均产生SOF2+SO2气体与HF气体,上述两种分解气体可作为检测GIS设备局部放电的特征气体;随着局部放电严重程度的加重,SOF2+SO2气体与HF气体体积分数增大,SF6气体分析法比较适用于检测较为严重的放电缺陷;随着SF6气体压强的增大,局部放电产生的SOF2+SO2气体和HF气体的产气速率有下降的趋势。     

SF_6电气设备的监督与故障诊断

SF6电气设备在电网中的应用越来越广泛,这些设备运行状态的好坏直接关系着电网的安全。根据SF6的化学性质与分解机理,利用SF6气体分解产物可以判断设备故障、推测可能存在缺陷。通过对SF6电气设备的日常监督,统计分析了SF6气体分解产物中特征组分(二氧化硫SO2、氟化亚硫酰SOF2以及硫化氢H2S)的生成情况,并以此为基础总结出了SF6电气设备放电故障诊断标准,提出了不同电压等级SF6电气设备分解产物检测周期。     

SF6气体纯度在线监测系统的研究与设计

GIS电器设备的灭弧和绝缘特性取决于SF6气体的纯度,而已有的检测SF6气体纯度的仪器都是采取在线抽取样气,离线标准测量的方式.现提出采用高稳定性、红外原理的传感器测量SF6气体纯度的在线监测系统.在简要介绍现有GIS监测技术的基础上,详细阐述了该系统的气路结构和硬件,并经传感器自动标定和检测试验验证了该装置具有较高的...     

基于嵌入式Web服务器开关设备远程监测系统

设计了开关设备远程监测系统,对六氟化硫气体(以下简称SF6)微水密度在线监测,保证开关设备安全运行,方案以LM3S9B90为嵌入式芯片为控制核心,采用传感器组采集SF6气体状态,判断气体泄漏以及微水含量是否超标,并通过移植轻量级IP(Lw IP)搭建Web服务器,实现以网页形式远程访问SF6气体状态以及告警等。实验表明:该在线监测系统具有精度高,稳定性强等特点,且满足了低成本下数据远程传输和控制要求。     

SF_6气体过热性分解模拟实验装置的研制

为系统研究SF6过热性分解机理及其分解特性,从而完善SF6分解理论和气体绝缘设备过热性故障的诊断方法,建立了过热性故障模拟实验系统。介绍了该实验系统的结构、功能、主要部件的设计参数和实验方法,并通过仿真与实验验证了该实验系统及实验方法的合理性。结果表明:建立的实验系统能够有效控制模拟过热性故障缺陷模型的温度,提出的实验方法能有效产生局部高温效应并使SF6发生分解,生成CO2、SOF2、SO2F2、H2S和SO2等主要分解物质,并初步获取了4个不同故障温度下主要分解物质的生成规律,为最终建立气体绝缘设备热性故障的诊断理论和方法奠定了实验基础。     

吸附剂对局部放电下SF_6分解特征组分的吸附研究

为了保障SF6绝缘气体的纯度,需要在SF6气体绝缘设备气室中配置一定量的吸附剂,一方面用于控制气室内的水分含量,另一方面用于吸附因各种原因产生的杂质气体。因而,吸附剂的存在会对局部放电下使SF6发生分解而产生的特征组分进行吸附,使得特征组分含量和变化规律发生改变。在利用特征组分诊断气体绝缘设备内部故障时,必须考虑这一重要影响因素。为此,该文在搭建的SF6气体局部放电分解试验平台上,利用针–板电极产生局部放电(partial discharge,PD)使SF6发生分解,采用气质联用仪定量测定放电室内特征组分的变化,获取不同吸附剂用量梯度下吸附特征组分的规律与特性。研究表明,无论有无放置吸附剂,在气室内都能检测到SOF4、SO2F2、SOF2和SO2等主要稳定特征组分,且随着吸附剂用量的增加,对特征组分的吸附率各不相同。     

SF6断路器放电故障追踪测试和故障分析判断

对有自恢复放电故障的SF6断路器进行追踪监测,并将该SF6断路器检修解体,监测数据和解体情况验证了SF6断路器自恢复绝缘放电故障符合φ（SO2）/φ（H2S）〉7的判据;对φ（SO2）和φ（H2S）的数值范围允许比较宽泛,即使达100μL/L,对设备安全运行也没有即时危险,可以有计划地安排检修;裸导体过热故障未涉及非自恢复绝缘的,可以使用自恢复绝缘放电故障的判据。