电弧作用下SF_6气体分解产物的试验研究

SF6开关设备发生故障或存在缺陷时,设备内部会产生SF6分解产物,通过检测这些分解产物为设备故障定位和缺陷诊断提供了有效手段。试验研究了SF6开关设备在不同开断电流、不同燃弧时间以及有无吸附剂情况下SF6气体分解产物的变化情况,分析了设备在电弧放电故障时SF6气体分解产物体积分数变化趋势及影响因素,为设备的故障诊断提供了有效手段。     

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。     

高低温冷阱富集分离SF_6典型分解产物实验研究

气体绝缘开关设备(GIS)中SF6在局部放电的情况下会产生分解产物,其含量通常远低于SF6的含量,用气相色谱法很难进行有效的检测。为提高这些分解产物的含量,根据SF6与SO2F2、SOF2及SF4不同的熔点和沸点,以质量为2 g的硅胶作为吸附剂,设计了1套高低温冷阱实验方案,利用此方案实验研究了SO2F2、SOF2及SF4的低温吸附与高温解吸附情况。研究结果表明:SO2F2、SOF2、SF4的最佳吸附温度分别为-50℃、-50℃、-40℃,最佳解吸附温度均为30℃;对应的吸附质量分别为956.24μg、3 266.72μg、1 361.40μg,解吸附质量分别为637.69μg、49.40μg、552.14μg。同时,研究了同等条件下对SF6气体的吸附与解吸附情况,得出从SF6中分离SO2F2、SOF2及SF4并将它们从低含量富集到高含量是可行的。     

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。     

放电条件下SF_6气体分解产物变化情况的研究

对SF6气体分解产物的组成及其体积分数进行测定和分析研究与SF6电气设备安全运行密切相关。笔者建立了SF6电气设备模拟放电试验方法,使用气相色谱法、离子色谱法及检测管法对不同模拟放电条件下SF6气体分解产物的生成过程、相对体积分数关系等方面进行研究,寻找表征不同放电故障类型的特征气体,从而得到SF6气体分解产物的变化情况与SF6电气设备故障之间的内在联系。该项研究提出对SF6气体分解产物定量检测以评判电气设备内部状态的理论与方法,对实现SF6电气设备由于放电引起的突发性故障的早期诊断和预测有着重大意义。     

SF_6分解固体产物对于直流沿面闪络电压的影响

特高压直流穿墙套管对接结构处生成的SF_6分解固体产物有可能会附着在绝缘材料表面。探究SF_6分解固体产物对于直流沿面闪络电压影响对于特高压直流穿墙套管内部绝缘状况的评估具有重要意义。文中测量了SF_6分解固体产物的电气参数,并且和环氧浸渍纸复合绝缘材料的电气参数进行比较。比较结果表明两者之间电气参数存在较大差距,SF_6分解固体产物的确有可能对环氧浸渍纸复合绝缘材料直流沿面闪络电压产生影响。借助直流沿面闪络实验平台,将SF_6分解固体产物直接附着于环氧浸渍纸复合绝缘材料表面,观察沿面闪络电压的变化。实验结果表明,SF_6放电固体产物附着在环氧浸渍纸复合绝缘材料表面的确会引起环氧浸渍纸复合绝缘材料沿面闪络电压下降。其下降程度和固体产物种类、气体压强、电极距离、附着方式等因素密切相关。     

SF_6分解特性及分解产物检测方法研究进展

SF6气体绝缘设备在电网中得到广泛应用,SF6气体分解产物检测技术已成为设备状态检测的有效手段。结合国内外研究成果,回顾了SF6气体分解机理研究的发展过程及研究现状,分析了缺陷类型、放电能量、电极材料、水分含量、氧气含量和吸附剂等影响SF6气体分解的因素,并介绍了检测管法、核磁共振法、红外吸收光谱法、化学传感器法、气相色谱法及气–质联用法、光声光谱法等多种检测SF6分解产物组分的方法。最后,对SF6分解产物组分分析的研究前景进行了展望。     

SF6/N2混合气体在电弧作用下分解产物试验研究

SF6/N2混合气体具有良好的绝缘性能和一定的开合电流能力并且可以降低对局部电场畸变的敏感程度、解决SF6气体的液化问题,可以大大减少SF6气体的使用量和排放量,减小对环境的温室效应影响,对加强节能减排和实现低碳发展具有重要意义.近年来,国家电网公司为响应国家节能减排号召,组织开展了SF6/N2混合气体用于GIS母线、...     

基于电化学传感器的SF_6分解产物检测系统研究

介绍了电气设备SF_6气体放电分解产物的影响因素,重点分析了SF_6气体分解物常用检测方法的优缺点,提出适应于现场检测的电化学传感器数据新型处理分析方法,研究SF_6分解产物综合检测系统,通过微积分分析技术、动态载气误差修正、抗交叉干扰设计、空气洁净单元及动态温度校正补偿技术的联合运用,提高了系统的响应时间、测量准确度以及数据的准确性,在实际现场检测中产生了良好的应用效果。     

气体绝缘开关设备内部故障下的SF_6气体分解产物特性研究

气体绝缘开关设备长期运行出现电弧、局部放电和过热等内部故障,产生多种SF_6气体分解产物,影响设备安全运行,因此,有必要研究设备故障下的SF_6气体分解产物特性,及时判断设备故障类型。从理论上分析开关设备在电弧放电、局部放电和异常发热情形下的SF_6气体分解机理,并开展电弧、局部放电和过热下的分解产物试验研究,对不同故障下的分解产物分布进行统计,提出以特征组分含量比值为特征参量,得到各故障模式下的特征参量范围,建立分解产物与设备故障的关系,为运行开关设备内部故障类型判断提供依据。     

基于CRDS的SF_6电气设备分解产物检测技术

针对现有SF_6分解产物检测方法如检测管法、气相色谱法、质谱法以及电化学法等存在信号交叉干扰、精度不高、难以实现在线监测的缺点,提出了基于光腔衰荡光谱(cavity ring-down spectroscopy,CRDS)的SF_6电气设备分解产物检测技术。通过给出SF_6电气设备内部故障时SF_6分解产物的产生机理,分析了SF_6绝缘电气设备特征分解产物,结合CRDS技术原理,进行了特征分解产物的吸收谱线研究,选择了SF_6特征分解产物吸收谱线。此外,采用模块化设计方法,设计了基于CRDS技术的SF_6电气设备分解产物在线监测系统,分析了系统设计中的关键技术,包括光腔匹配技术和抗干扰技术,以提高检测精确度和可靠性。     

放电故障的SF_6设备分解产物总量分析

从实际应用出发,运用不同的分析方法,结合理论推导计算,论述了SF6设备放电故障的分析判断方法。     

经电弧作用后SF_6及SF_6/N_2的毒性试验研究

本文阐述了运行中SF_6、实验室SF_6开断气体及SF_6/N_2开断气体毒性生物试验的结果。结果表明,在GIS中虽然放置了吸附剂,经电弧作用后的运行中SF_6气体仍具有毒性;SF_6及SF_6/N_2开断气体对生物机体的影响具有某些明显的不同;开断气体的毒性取决于电弧能量及气体中水分含量。     

影响SF_6气体分解产物测试精度的因素

电化学传感器是测量SF6气体分解产物的主要方法,在测量过程中由于温度、交叉干扰等因素,测量精度会受到不同程度影响。因此,了解影响SF6气体分解产物测试精度的因素,提高测量精度显得尤为重要。     

基于短期SF_6气体分解产物数据的绝缘故障诊断研究

维护电力系统中气体绝缘封闭组合开关设备的稳定运行,通过SF_6气体分解组分对设备绝缘状态进行早期的故障诊断是其中关键步骤。为了提升短期SF_6数据存在识别率不高技术难点,首先提出基于信息熵理论和主成分分析法的综合评价方法。然后建立数据变量特征评价模型,对于气体特征量选取有指导意义。其次通过搭建局部放电实验平台对SF_6气体进行分解实验,得到的短期数据进行方法验证。最后,使用原数据与通过验证后新特征变量数据进行多分类SVM分类比对,结果表明,满足评价模型数据可以提高其识别正确率。     

固体绝缘沿面缺陷下的SF_6分解特性及机理

为了奠定气体产物检测法在固体绝缘沿面缺陷诊断中的应用基础,在实验室内的SF_6放电分解实验平台上探究了SF_6气体在固体绝缘沿面缺陷下的分解特性,同时利用量子化学计算方法对关键产物的生成路径进行了研究。结果显示,固体绝缘沿面缺陷下的特征产物主要包括SOF_2、SO2两种含硫含氧产物以及CO、CO_2、CF_4、CS_2等多种含碳产物。其中CO_2、CO、CS_2的体积分数在放电最后阶段分别从0.46×10~(-6)、4.22×10~(-6)、18.69×10~(-6)快速增长至2.05×10~(-6)、14.76×10~(-6)、27.77×10~(-6),可以认为其生成速率是判断缺陷严重程度的重要表征量。固体绝缘表面发生沿面放电时会发生复杂的反应,CF4主要通过碳氢化合物CH_x逐步与F、HF反应生成;CO来源于碳氢化合物的氧化脱氢反应;CO_2的生成则包括碳氟化合物氧化、CO氧化分解、碳氢化合物氧化脱氢等3个路径;CS_2可能经CH_x与S_2或H_2S反应生成。现场故障案例验证了该研究结论在实际生产应用中的实用价值。     

利用SF_6分解产物及气相色谱分析断路器故障

目前SF_6气体分解物检测在电气设备故障分析中应用比较广泛,而由于新气中含有一定量的CF4含量,所以分析重点一般集中于H_2S、SO_2、HF、SO_2F_2等几种特征气体组分含量。本文将SF_6分解物测试与气相色谱分析相结合的方法应用于一起110kV SF_6气体断路器的故障诊断,结果表明除了对SF_6气体中SO_2、H_2S及HF等特征气体测试外,增加对CF_4含量组分的分析,可判断SF_6断路器内部固体绝缘情况,可确诊传统电气手段、单一分析分解产物不能发现的设备缺陷,确保设备安全运行。     

傅立叶变换红外光谱SF_6气体分解产物测试

介绍引进基于傅立叶变换红外光谱的SF_6气体分解产物测试装置,通过在实际工作中的运用该装置能对多组分气体进行定量分析,具有高分辨率和快速响应的优势。     

SF_6分解产物检测在GIS故障诊断中的应用

介绍了一例110 kV GIS设备发生故障跳闸之后,检测人员通过对SF_6气体分解产物中的SO_2+SOF_2,H_2S,CO等成分含量的检测,快速地查找到故障点所在的气室位置。通过对SF_6气体分解产物形成机理的分析和研究,得出运用SF_6气体分解产物成分检测技术,不仅可以诊断设备故障的位置,也可以成为检测设备状态的一种有效手段,利用这一技术为设备的故障诊断和状态检修提供有力的科学支撑。