硼掺杂单壁碳纳米管检测SF6气体局部放电仿真

气体绝缘组合电器（GIS）的局部放电检测和SF6气体局放分解组分分析,对GIS运行状态的诊断和评估有着重要的意义。为提高气体分解组分的检测灵敏度,在介绍了碳纳米管传感器检测SF。局放分解气体的原理后,应用材料科学模拟计算软件MS对硼掺杂单壁碳纳米管（B-SWNT）性质进行研究并对其检测SF6局部放电主要分解组分进行量子...     

GIS局部放电在线检测技术分析

1GIS局部放电在线检测方法 以SF6作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）的局部放电会在外壳上产生微弱的电流,使接地线上有高频放电脉冲流过;局部放电还会使通道气体压力骤增,在GIS内部气体中产生纵波或超声波,并在金属外壳上出现各种声波;局部放电还会导致SF6气体分解或发光,这些物理和化学变化特征,都可作为局部放电信号检测的对象。目前,国内外在线检测GIS局部放电的主要方法有以下几种：     

GIS绝缘问题研究综述

气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)在电力系统中占有重要地位,然而,GIS内部会出现由于绝缘缺陷引起的局部放电(Partial Discharge,PD),PD长时间发展会导致GIS绝缘损害,对PD进行检测显得尤为重要.对PD进行检测,主要是检测由其造成的二次物理现象,包括声、光、电磁波和气体分解产物等现象.目前,国内外学者对GIS绝缘缺陷检测技术进行了较为全面的研究,取得了大量的成果.对GIS局部放电检测技术以及SF6替代气体研究进行了较为详细的综述,主要包括GIS平台及典型绝缘缺陷的模拟、超高频电磁波传播特性、分解气体研究、模式识别和SF6替代气体的研究等,为后续GIS局部放电方面的研究提供了有价值的参考.     

GIS绝缘缺陷局部放电的联合检测研究

建立了GIS（Gas Insulator Switchgear气体绝缘体全封闭组合电器）局部放电模型,通过在GIS腔体盘式绝缘子上制作人工气泡模型,运用脉冲电流和气相色谱分析检测两种方法对GIS内局放进行了检测。获得了绝缘缺陷局部放电的分布图谱和局部放电时SF6气体分解组分。最后,通过曲线拟合研究了绝缘气泡缺陷下SF6放电各分解组分的变化规律。     

GIS绝缘缺陷局部放电的联合检测研究

正为了有效地判别GIS故障类型及其局部放电情况,建立了GIS局部放电模型,通过在GIS腔体盘式绝缘子上制作人工气泡模型,运用脉冲电流和气相色谱分析检测两种方法对GIS内局放进行了检测。获得了绝缘缺陷局部放电的分布图谱和局部放电时SF6气体分解组分。最后,通过曲线拟合研究了绝缘气泡缺陷下SF6放电各分解组分的变化规律。气体绝缘组合电器(简称GIS)由于在制造、装配以及运行过程中不可避免会产生缺陷,会对GIS绝缘水平造成一定的损失,一旦发生事故,其维修时间较长,造成的经济损失往往也比较严重。因此,寻找有效评估GIS内部绝缘状态的方法尤为重要,对其     

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。     

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。     

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。     

SF_6分解组分的红外光谱定量测定

SF6发生局部放电时会生成一定的稳定特征分解组分,利用这些特征组分可以监测GIS内部绝缘状态。分别采用SF6气体与高纯氮气作为红外检测背景气体获取SF6分解组分的光谱图进行了比较,选取SF6作为红外检测背景气体。测量了SOF2、SO2F2、SO2、CO标准气体的红外吸收光谱图,选取了其最优吸收峰,计算了最优峰处的吸光系数。对局部放电试验装置进行了放电量标定,在5个局部放电量下进行多组红外检测,结果表明存在临界放电量,不同放电时间和放电量下各组分产气率不同。SOF2、SO2F2的产气率随放电量及放电时间变化较有规律,可以用产气率反演局部放电程度;SO2和CO产气率变化复杂,但其变化趋势同样可以用于表征内部绝缘状态。     

检测SF6气体局部放电的多壁碳纳米管薄膜传感器

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)的局部放电检测和气体组分分析,对设备运行状态的诊断和评估有着重要的意义。提出一种新的SF6气体中局部放电产生的分解气体检测方法,并研制用于检测SF6局部放电的多壁碳纳米管薄膜传感器。采用一种混酸修饰方法实现了对碳纳米管的官能化修饰,对修饰前后的碳纳米管进行了透射电镜和红外光谱分析。在实验室采用SF6气体分解组分试验装置,对研制的多壁碳纳米管薄膜传感器进行了分解气体检测试验,试验结果表明,研制的MWNTs传感器缺陷多,并含有活性官能团,对SF6气体分解组分吸附能力强,表现出良好的灵敏度和快速响应特性,能反映出分解气体组分的总体情况。     

检测气体绝缘封闭组合电器缺陷与故障的方法

介绍了气体绝缘封闭组合电器（GIS）的性能及主要缺陷种类。检测这些缺陷可采取高压交流、局部放电、雷电冲击等试验方法。通过检测实例阐述了利用SF6分解物检测GIS内部故障的方法,指出在GIS设备的交接和预防性试验中采用局部放电试验和分解物检测是发现GIS设备缺陷的有效方法。     

GIS设备气体分解物及其影响因素研究

文章利用专门设计的110 kV气体绝缘封闭组合电器(gas insulated switchgear,GIS)故障仿真装置,研究了GIS设备在局部放电作用下,气体分解物的产生规律,以及局部放电强度、放电形式、SF6湿度及吸附剂等对气体分解物含量的影响,初步探讨了气体分解物在GIS设备诊断中的应用价值和应注意的问题。     

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。     

交流电晕放电下SF_6气体分解物的光谱检测

随着GIS等SF6气体绝缘设备的大规模使用,探索SF6气体的分解机理对延长设备寿命并确保其安全运行有重要的理论指导和现实意义。探讨GIS中典型放电性故障特征及相应的SF6气体分解产物和分解机理,给出了不同放电类型故障相关试验结果,并对最常见的电晕放电故障给出了放电量与分解产物的关系。在此基础上,设计了满足试验要求的气体放电装置,放电量检测单元和SF6气体分解产物检测系统,研究了交流电晕放电下主要气体分解产物及其增长规律,探讨了主要气体分解产物的生成机理。通过与已有文献比较,验证了试验结果的准确性。     

GIS局部放电模拟实验装置研制

GIS设备中局部放电能引起SF6绝缘气体的分解,SF6分解产物与局部放电之间的内在相互关系是目前国内外研究的难点。为此,本文设计了一套用于SF6气体分解产物研究的GIS局部放电模拟实验装置,重点介绍了装置的结构和主要部件的计算参数,并利用该装置开展了一系列初步试验研究。该装置的研制,为深入开展局部放电与SF6分解产物之间相互关系的研究、判断放电状态、检测放电量等,提供了综合试验平台和基础研究手段。     

GIS中SF_6气体分解机理分析及使用维护方法建议

随着GIS等SF6气体绝缘设备的大规模使用,探索SF6气体的分解机理对延长设备寿命并确保其安全运行有重要的理论指导和现实意义。笔者探讨了GIS中典型放电性故障特征及相应的SF6气体分解产物和分解机理,给出了不同放电类型故障相关试验结果,并对最常见的电晕放电故障给出了放电量与分解产物的关系。在此基础上,归纳了不同放电故障下主要气体分解产物的反应方程。可见,对于GIS等充气类设备,通过检测SF6分解气体可辨识设备早期故障,若结合有效合理的气体管理措施可大幅降低GIS类设备的故障率,从而显著提高设备运行安全性。     

SF6开关类设备带电测试新技术在陕西电网的应用

SF6气体分解产物测试、局部放电测试以及SF6气体激光检漏是针对SF6开关类设备的带电测试新技术。SF6气体分解产物测试技术是对运行SF6电气绝缘设备中特征气体的含量进行测试分析,局部放电测试技术是对运行SF6电气绝缘设备壳体上特征频带的振动信号进行测试分析,SF6气体激光检漏则可以通过视频直观准确反映SF6电气绝缘设备的气体泄漏点。分别介绍了上述相关技术的试验研究及应用成果,对2006年12月31日前陕西电网运行的330kV断路器、110kV及以上GIS展开全面带电测试工作。     

SF6电力设备局部放电与分解气体组分关系的研究进展

介绍了SF6放电分解气体的基本原理,对目前几种检测SF6分解气体的方法进行对比分析,综述了不同缺陷条件下局部放电与SF6分解气体组分的关系。     

SF6气体分解组分的多功能试验装置研制

GIS设备中局部放电(PD)的模式识别和放电量的定量检测是目前国内外研究的难点。为此,作者设计了一套用于SF6PD气体分解组分研究的多功能试验装置,重点介绍了装置的结构和主要部件的计算参数。初步试验研究表明:该装置能够产生PD并引起SF6分解,气体检测单元可有效检测SO2F2、SO2、CF4、空气、CO2等组分气体,检测结果与现有IEC和GB标准基本相符;能够在不同试验电压下,模拟各种PD,具有获取SF6气体分解组分、气敏传感器响应信号、微观放电图像、微观放电过程以及脉冲放电电流波形等多信息功能,从而为深入开展GISPD导致SF6分解组分的关联比对研究,最终为解决放电模式识别和放电量定量检测难题提供了综合试验研究手段。     

用局部放电在线检测技术诊断SF_6组合电器故障

对SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）内部局部放电故障在线检测方法、放电类型分类、诊断分析过程进行了探讨,着重于应用和实践。