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。     

基于SnS2传感器的H2S和SO2F2气体检测性能研究

六氟化硫(SF₆)气体分解产物检测对于气体绝缘设备的故障评估和电力系统的安全监测具有重要意义。文中提出了一种基于SnS₂纳米材料气体传感器检测SF₆分解产物的方法,即采用水热法和丝网印刷法分别制备SnS₂纳米材料和气体传感器,通过实验研究了该传感器对SF₆分解产物H₂S和SO₂F₂气体的最佳工作温度、响应特性、灵敏度和长期稳定性。测试结果表明,SnS₂气体传感器在最佳工作温度200℃下,对两种SF₆分解气体产物的响应与其体积分数之间线性关系较好,线性相关系数均大于0.980,且稳定性较好。文中研究可为SnS₂基气敏传感器检测SF₆分解组分提供数据参考。     

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。     

SF6气体绝缘设备的放电特性研究

随着SF6气体绝缘设备在系统中的广泛应用,对其绝缘状态的监测、检验以及相应的缺陷类型识别,成为当前亟待解决的问题.通过建立缺陷模型,对SF6气体在不同状态下放电特性进行试验分析,得到了不同缺陷情况下SF6绝缘设备的放电类型特征参数,和特征气体组分.结果表明:典型特征气体可作为实际检测的比对标准,也可作为SF6气体绝缘设备故障诊断专家系统的数据资料.     

SF_6分解气体快速检测装置

<正>SF_6高压电器设备在运行中,会由于放电等原因而使SF_6气体不断分解。这些分解产物中最主要的有HF和SO_2,使用检测管对这两种产物进行分析检测,可了解高压电器设备在运行过程中所处的状态和可能的潜在事故的发生,保证设备的正常运行和人身安全。 SF_6分解气体快速检测装置在国外,如日本、海国、加拿大、法国和美国等国家使用十分普遍。我国于1994年已研制成功,并在北京、大连、天津和上海等地使用。该装置取得了很好的效果。其基本原理是:通过检测装置从高压电器设备中采取一定体积的SF_6气体,分别通过SO_2、HF检测管,这些分解产物会在检测管中起化学反应、并改变颜色。可根据变色柱的长短,定量的读出SF_6气体中SO_2和HF的浓度。     

SF_6电气设备绝缘故障诊断用SO_2、H_2S气体传感器研究进展

在SF_6电气设备中,不同类型绝缘故障会导致SF6产生不同的分解产物,这些产物在体积分数、生成速率等方面有明显差异。这其中,SO_2和H_2S作为故障类型的典型气体标志物,通过对其体积分数及体积分数变化进行检测和监测便能够判断出绝缘故障的类型与严重程度。文中主要对高灵敏SO_2和H_2S气体传感器的最新研究进展进行了综述分析,包括材料选择、工作温度优化及选择灵敏度提高等关键因素;并对目前研究存在的问题进行了评论分析。最后,文章指出了SF_6电气设备绝缘故障检测用SO_2和H_2S气体传感器需要解决的问题和未来研究发展的方向。     

一种SF6气体湿度传感器检验系统

设计了一种SF6气体湿度密度传感器检验系统,此系统利用自适应饱和蒸汽发生单元生成50℃饱和蒸汽,高精度气缸抽取定量饱和蒸汽与干燥气体混合,配制出不同压力不同湿度的气体;基于传感器的检验数据,提出了此传感器的检验模型。试验结果表明,该系统可配制出不同压力不同湿度的气体,提出的检验模型满足SF6气体湿度密度传感器检验需求。     

二硫化钼传感器对于绝缘介质特征分解气体的敏感特性研究

在放电、过热故障影响下,电气绝缘介质(SF_6、绝缘油)会分解出一系列特征气体。通过气体组分分析,可以评估电力设备的运行状态。文中基于水热法合成了层状二硫化钼(MoS_2)并组装气体传感器,分析了对于硫化氢(H_2S)、二氧化硫(SO_2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH_4)、乙炔(C_2H_2)和氢气(H_2)6种绝缘介质特征分解气体的敏感特性。相比较于3种商用传感器严重的交叉敏感现象,MoS_2传感器对H_2S表现出特异选择性。对于绝缘油分解气体(CO、C_2H_2、H_2、CH_4),MoS_2传感器仅对CO具备敏感特性。MoS_2传感器检测H_2S和CO重复性表现优异,在5次循环测试中,响应值波动范围分别不超过6.43%和5.95%。体积分数实验结果也表明,在H_2S和CO体积分数小于50μL/L时,MoS_2传感器的线性度(9.26%、0.62%)表现良好。此外,传感器对H_2S和CO混合气体表现出协同吸附作用,且随着混合气体中H_2S体积分数增加(10、30、50μL/L),响应值波动受CO体积分数影响越小(6.74%、4.94%、3.47%)。因此,MoS_2传感器在绝缘介质特征分解气体检测领域具有广阔的应用前景。     

碳纳米管传感器检测SF6放电分解组分的实验研究

研制了一种用浓硫酸和浓硝酸修饰,以印制电路板为基底,用于检测SF6局部放电分解组分的碳纳米管传感器。分析了碳纳米管膜的导电模型,并通过真空下传感器的温度特性试验,对修饰前后的碳纳米管传感器的电阻随温度变化的关系进行了分析。在实验室采用SF6放电分解试验装置,用碳纳米管传感器对分解组分进行检测,结果表明用经混酸修饰后的样品制作出的传感器对SF6放电分解组分表现出较好的吸附性。此外,研究了温度对传感器吸附性能的影响,结果表明,温度在85℃时传感器表现出最强的吸附性。     

检测变压器油中溶解气体的碳nm管传感器研制

对变压器油中溶解气体进行检测分析是判断油浸式电力变压器早期潜伏性故障的重要手段。为克服常用油气分析方法的缺点,提出了一种基于碳nm管传感器检测油中气体的方法,并研制了一种用混酸修饰,以印刷电路板为基底,用于检测油中气体的多壁碳nm管传感器。分析了碳nm管膜的电学特性以及气敏响应机理,在实验室采用甲烷等标气对修饰前后的传感器的气敏性进行了测试,试验结果表明,用经混酸修饰后的样品缺陷多,并含有活性官能团,对油中气体表现出较强的吸附性,具有良好的灵敏度和快速响应特性。     

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。     

Single-walled Carbon Nanotube Gas Sensor Used in Partial Discharge Detection of GIS

This paper describes a realizable fabrication method to manufacture chemical gas sensors by using single- walled carbon nanotubes （SWCNTs）. The sensors were tested for the monitoring of SF6 decompositi...     

氯化镍掺杂的碳纳米管对SF6放电分解产物的气敏响应

检测和分析六氟化硫（SF6）气体放电分解产物对于气体绝缘组合电器（gas insulated switchgear,GIS）设备的安全运行有着重要意义。分析碳纳米管的气敏响应机制及掺杂对其气敏性能的改善,研制了一种氯化镍掺杂的多壁碳纳米管传感器,将NiCl2×6H2O和浓酸处理过的碳纳米管悬浊液超声掺杂,然后涂布在以印...     

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...     

CF_4检测在气体灭弧室绝缘故障诊断中的应用

SF6气体分解产物检测在电气设备故障分析中的应用比较广泛,而由于新气中含有一定量的CF4,所以分析重点集中于H2S、SO2、SOF2、SO2F2、HF几种特征气体。笔者将SF6气体分解产物检测技术应用于一起500 kV气体断路器的故障诊断,气体检测结果和解体检查表明断路器喷口发生非正常的电弧烧蚀,在经历较长一段时间后,仅体现在SF6气体中CF4体积分数的显著增加。从而表明,对于SF6气体绝缘电气设备应该定期进行检测气体分解物,对CF4体积分数的增加也应引起足够的重视,注重数据的横向和纵向的分析比较。     

大气压介质阻挡放电对多壁碳纳米管表面改性及其气敏特性

H2S是气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)内部一些潜伏性绝缘缺陷产生放电的重要的特征组分气体之一,检测它对设备运行状态的诊断和评估有着重要的意义。为此,采用大气压介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体对多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)进行了表面改性。实验研究了改性前后MWNTs对体积分数为50×10-6的H2S标气的气敏特性的影响以及不同改性时间对其气敏特性的影响,结果表明,改性后的MWNTs对H2S在灵敏度和响应时间方面都有较大幅度的改善;改性时间为60s的MWNTs的气敏特性要优于其它时间。对处理前后的MWNTs进行了扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析,结果显示,经DBD等离子体处理后的MWNTs表面变粗糙,缺陷增加,其表面引入了羟基、羧酸根和C-O等含氧基团。     

镍掺杂碳纳米管传感器检测变压器油中溶解气体的气敏性

检测变压器油中溶解气体的成分和含量对变压器运行状态的诊断和评估有重要意义。提出一种用镍掺杂的碳纳米管气敏传感器检测变压器油中溶解气体的方法,介绍其制备方法、试验方法及步骤,并对变压器油中气体进行气敏响应测试以及气敏响应机制的探讨。试验结果表明:与混酸修饰的碳纳米管相比,镍掺杂碳纳米管对变压器油中溶解的6种组分气体有更高的灵敏度和响应速度;对低浓度(1～10μL/L)的C2H2气体,传感器的电阻变化率ρ与气体浓度满足一定的线性关系。证明了所研制的传感器具有检测低浓度气体的能力,能够体现变压器油中溶解气体的大致产生情况及近似浓度。     

六氟化硫气体在线监测的研究

在实验室建立SF6气体密度和湿度测试系统,模拟研究了变电站现场条件下压力、温度对SF6气体湿度值的影响。采用压力、湿度、温度组合传感器和数字电路,开发出数字式SF6气体在线监测装置,与目前使用的国内外测量仪器对比测试结果表明,该装置可实现变电站内SF气体状态的远方在线监测。