基于低温冷阱富集方法的SF6分解产物富集系统研制

SF6气体绝缘开关设备内部存在潜伏性故障时,会产生微量的气体分解产物。当330 kV及以上电压等级的SF6开关设备大体积气室充气量达到上百千克时,分解产物的浓度会被稀释至ppb量级,而现有检测设备检测限为ppm量级,分解产物浓度低于检测设备检测限,导致无法检测其浓度含量。为将大体积气室SF6开关设备中分解产物组分含量提升至ppm量级,该文基于低温冷阱富集原理,提出低温冷阱加压富集的方法,研制了一种SF6分解产物富集系统。实验表明,该系统对SO2、H2S、CO、CO2、CF4、C2F6、C3F8有良好富集效果,平均富集倍数分别可达27.1、103.2、190.8、88.4、62.7、13.1、67.7倍,重复性分别为34.25%、10.06%、6.15%、16.28%、7.80%、4.30%、16.25%,满足对330 kV及以上电压等级SF6开关设备大气室中SF6分解产物的检测需求。     

电弧作用下SF_6分解固体产物的实验研究

SF_6气体绝缘电气设备发生电弧性放电故障后,设备内部故障处会产生大量的SF_6分解固体产物。为了研究查明SF_6分解固体产物对于SF_6绝缘电气设备工作运行的影响,开展电弧作用下SF_6分解固体产物的实验研究是必要的。文中研究了SF_6气体在不同金属电极、不同压强情况下SF_6分解固体产物的生成特性,明确了SF_6气体在不同金属电极反应生成的固体产物的组成成分,定量分析了SF_6分解固体产物质量和放电能量的关系。     

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。     

气体绝缘组合电器SF_6分解产物检测中典型影响因素研究

化学诊断法是一种有效的SF6电气设备绝缘状态监测手段,但该方法在推广应用的过程中也受到一些因素的干扰,如吸附剂对局部放电特征气体的吸附作用、气室内水分含量差异对分解产物变化规律的影响、检测容器吸附等因素的干扰。为此,通过设置多组试验,系统研究了上述因素对主要SF6分解产物变化规律的影响,为提高化学诊断法用于设备绝缘监测的准确度奠定了基础。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

过热点温度与SF_6气体分解产物变化关系试验研究

笔者将一台离线的SF_6变压器外壳作为试验容器,对变压器内SF_6气体进行局部加热试验,全程对气体分解产物进行跟踪检测,将模拟过热点温度下的检测结果进行分析研究,找出SF_6气体过热点温度与气体分解产物的变化关系,得出了SF_6气体在加热温度不断升高的过程中顺序产生HF、SOF_2、SO_2、SO_2F_2的结论,同时确定了上述各分解气体在加热过程中出现的温度区间,旨在给有效评估SF_6设备状态、对设备内部故障性质进行判断提供参考。     

局部放电中的SF6分解产物及其影响因素研究

通过在110 kV GIS(气体全封闭组合电器)设备中模拟局部放电故障,研究了在局部放电作用下电极材料、放电强度、气体湿度和吸附剂对SF6分解产物中S02+SOF2和HF体积分数的影响及其变化规律.结果表明,电极材料、放电强度和吸附剂对SF6分解产物的生成有较大影响,而气体湿度对分解产物的生成影响不大.研究结果为通过S...     

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。     

设备吸附剂对SF_6气体分解产物检测结果影响的试验研究

笔者结合吸附剂的吸附原理,搭建了吸附剂试验平台,设计了试验流程,完成了大量试验,旨在探索设备中吸附剂对气体分解产物定量检测结果的影响。文中主要研究了吸附剂对分解产物的吸附影响,通过试验研究,确定了影响SF6电气设备中分解产物检测结果的主要因素,包括容器材质、吸附剂种类、吸附剂用量、吸附剂安装位置等,并比较了相同条件下各种气体分解产物的吸附速率。文中结论对通过分解产物检测判断开关设备运行状况有重要指导意义。     

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。     

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。     

用于SF_6分解产物检测的高电子产量离子迁移色谱仪的设计

检测SF6电气设备发生故障时SF6的分解产物是一种有效诊断设备内部故障的手段。目前离子迁移色谱(IMS)已在SF6气体质量检测中得到应用,但暂无法有效分离SF6及其分解产物。为解决该问题并提高检测效果,分别设计了针-网放电源及针-环放电源。通过优化放电电子源结构、削减感应干扰信号、优化迁移区设计、设计滤波回路,并对放电电压、迁移电场强度、迁移环内径等参数进行了优化,设计并制作了一种高电子产量、高信噪比的IMS装置,并测量了有效电子信号。研究结果表明,自制针-环脉冲电晕放电电子源可提供μA级的有效电子信号,单次脉冲有效电子量可达109~1010个,并可得到高信噪比的检测波形。设计的高电子产量、高信噪比的离子迁移色谱,为进一步有效检测SF6及其分解产物提供了技术基础,具有较强的实用性。     

绝缘材料受热对SF6气体分解物影响的试验研究

对绝缘材料受热时SF6气体分解物中的SO2和H2S含量进行了详细的分析研究。通过大量的试验,分别研究和分析了电气绝缘材料加热时间、加热温度及SF6气体的压强等因素对SF6分解物中SO2和H2S含量的影响,并在各因素下对有吸附剂和无吸附剂时SO2和H2S含量进行了对比试验研究和分析。本文结果对根据SF6分解物含量进行SF6设备状态判断和缺陷、故障判断以及为电气设备带电检测提供参考。