六氟化硫混合绝缘气体电气设备检测技术的研究及现场应用

为解决六氟化硫气体环境危害以及低温易液化的问题,六氟化硫混合绝缘气体成为短期内最具发展前景的SF_6替代介质,正被逐步应用于电气设备中。主要对SF_6混合绝缘气体在开关设备中气体混合比、湿度、特征分解产物以及泄漏检测技术进行研究,研制相关检测设备,并将其用于M和H电网的SF_6混合绝缘气体断路器气体的普查,掌握了该电网SF_6混合绝缘气体质量和特征分解产物分布,为制定SF_6混合绝缘气体开关设备现场检测技术规范提供依据。     

SF_6气体绝缘电气设备的现场故障诊断分析

由于制造安装工艺和运行维护环境等原因,往往使SF_6气体绝缘电气设备内部存在绝缘缺陷乃至出现事故。SF_6气体绝缘电气设备故障可以分为电弧放电、火花放电、局部放电和过热等故障。SF_6气体本身是无毒性的气体,当SF_6电气设备存在故障时,故障区域的SF_6气体和固体绝缘材料在热和电的作用下裂解,主要产生硫化物、氟化物和碳化物等。气室中SO2、H2S的产生是内部故障的征兆,现场检测气室中SF_6气体分解产物的含量,可以初步分析出SF_6气体绝缘电气设备的内部故障,避免事故进一步发生和扩散。     

基于FTIR的GIS气室中SF6分解产物SO2 F2的检测

硫酰氟(SO_2F_2)气体是全封闭组合电器(GIS)中SF_6气体分解产物的重要特征组分之一,基于SO_2F_2气体成分的检测可实现高压电器设备潜伏性故障类型的识别,因此快速准确实现GIS气室中SO_2F_2组分的检测具有重要意义。采用温、压可调多次反射长光程池,基于傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)技术建立SO_2F_2/SF_6气体实验分析平台,在高纯SF_6背景下对痕量SO_2F_2气体谱线进行交叉干扰分析,最终选取中心波长1 503 cm~(-1)(6.65μm)处作为定性依据,利用质量比混合法及动态配气仪制备4个梯度浓度SO_2F_2/SF_6标准样品,建立了定量分析的标准曲线,并对质量比混合法制备的100～400μL/L的SO_2F_2/SF_6混气样品进行浓度反演分析。结果表明:在100～400μL/L浓度范围内,校正面积拟合曲线优于校正高度拟合曲线,线性拟合常数R~20.99,可实现SO_2F_2/SF_6混气中SO_2F_2气体的快速检测,样品浓度反演结果显示误差均小于2%。该研究可提供一种SO_2F_2/SF_6混合气体制备方法,并为GIS气室中SF_6分解产物SO_2F_2含量的检测提供一种切实可行的光学方法。     

六氟化硫分解产物氦离子化色谱检测仪的研发

传统的SF_6气体分解产物检测方法在精确度方面存在一定的不足。针对该问题,文章研发了一种新的SF_6分解产物色谱检测仪,并详细论述了该系统的结构、工作原理,重点研究了该色谱仪对SF_6气体中的典型分解产物SO_2、CO、SO_2F_2以及CF_4的定性和定量分析方法。结果表明该气相色谱对SO_2、CO、SO_2F_2以及CF_4的出峰效果较好,其保留时间能与背景气SF_6得到有效区分,检测限均可达ppm级。     

TDLAS技术对SF6背景下痕量CO气体的测量

实施高压开关气室SF_6气体的检测,对基于气体化学成分的分析,实现SF_6电气设备缺陷诊断意义重大。通过对CO气体在近红外波段的红外吸收光谱进行Lorentz仿真拟合,4 297.74 cm~(-1)处吸收较强且无其它SF_6气体分解产物的影响,因此选用中心波长为2.326μm的NP-DFB激光器结合自制的10.5 m多次反射Herriott光程池,利用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)中的直接吸收技术,实现了对SF_6背景下不同浓度的CO气体检测。结果显示系统的信噪比为174,最低检出限为8.58×10~(-6),系统的线性度一致性良好,拟合系数为0.993,浓度反演测量最大绝对误差为10.4×10~(-6),相对误差为2.6%。该系统可为实现气体绝缘封闭开关设备中CO气体无损检测提供一种新颖的方法及可靠的实验依据。     

替代SF_6的环保气体研究进展

介绍了绝缘气体六氟化硫(SF_6)替代物N_2/SF_6混合气体、CF_3I、c-C_4F_8、CF_4、C_4F_7N(全氟异丁腈)、C_5F_(10)O(全氟五碳酮)等的特性,并对潜在替代物C_4F_7N、C_5F_(10)O的合成方法、分解及产物对绝缘气体的绝缘性质影响进行了分析,总结了其混合技术对当前电力设备应用所需要的环境温度、绝缘性能及全球变暖潜能值(GWP)的影响。     

膜对低浓度苯富集技术研究

本文用扫描电镜对CSM膜进行结构表征,照片显示出膜表面均匀平整,膜与支撑层结合紧密,增强了膜的强度和稳定性。利用CSM膜对C6H6/空气体系进行富集。考察了原料气浓度、原料气流量、渗透侧压力和操作温度对富集效果的影响。实验结果表明：随着原料气中苯浓度的增加,富集率先增大后减小;随着原料气流量的增加,富集率明显降低;随着真空度的增大,富集率明显增大;温度对富集率的影响不大。当原料气操作温度为293.2K、苯的浓度为40×10-6、渗透侧压力0.067MPa、流量为150L.h-1时,CSM膜对低浓度苯的富集效率可达25%。     

亚硫酸铵非催化氧化动力学研究

脱硫产物亚硫酸铵的氧化是工业化脱硫技术运行的关键问题。在实验室中,采用玻璃填料塔,通过改变气流量、氧气含量、pH值、温度、亚硫酸铵初始浓度以及硫酸铵浓度,对低浓度亚硫酸铵非催化氧化反应动力学进行了研究。结果表明,亚硫酸铵的氧化速率随着气流量、氧气含量、温度的升高而增大;随着亚硫酸铵初始浓度和硫酸铵浓度的增大而减小;在pH值为8.0时,反应活化能为38.17kJ/mol。     

气体净化试验中稳定气源的研究

<正> 我们在进行低浓度SO_2冶炼烟气净化试验中,对稳定气源问题进行了一些研究。试验中,先后采用了乳胶气球、高压钢瓶、壁料袋为气源容器,进行静态法配气试验,结果以厚度为6丝的聚乙烯塑料袋对低浓度SO_2气体的保浓效果最好,其中SO_2浓度下降率低于100PPm/小时,有时可达10PPm/小时以下。这样,对于1％<体积)的原料气,其中SO_2浓度下降率如以100PPm/小时计算,相当于气源中SO_2浓度每小时仅变化0.01％。下表列出了乳胶气球和聚乙烯塑料袋配气的试验数据整理结果:     

烟道气低浓度二氧化碳的变压吸附法富集研究

建立了3塔变压吸附分离装置,对烟道气中的低浓度二氧化碳(体积分数12%左右)的富集进行了实验研究,考察了吸附压力和吸附时间、置换压力和置换时间及解吸压力对产品气浓度和回收率的影响.结果表明:基于硅胶的PSA技术能够对炉窑尾气中的低浓度二氧化碳气体进行浓缩;吸附压力和吸附时间对变压吸附回收浓缩烟道气中低浓度的二氧化碳有着重要的影响,为了得到较高浓度的二氧化碳气体,吸附压力不能太低,不同的吸附压力下有着不同的最佳吸附时间;一定条件下提高置换气的流量和压力会提高二氧化碳气体的浓度,但是回收率会下降.