六氟化硫在线自动采样监测系统开发

针对高压变电站中SF6气体离线人工采样检测的现状所存在气体浪费和检测实时性差等问题,设计了一种SF6气体在线自动采样监测系统。该系统以SF6气体分析仪和气体采样回路结构作为硬件平台,通过PLC程序和触摸屏进行程序控制,实现了SF6气体的在线采样监测,实现气体各项指标的自动检测及其监测过程的自动化。     

基于组态软件的SF6密度继电器在线监测系统

本系统可对SF6电气设备的泄漏状态和SF6气体密度值进行在线检测.上位机三维力控组态软件通过RS-485总线接收下位机采集的SF6气体密度继电器的压力和温度值,然后依据Beattie-Bridgman 状态方程,利用牛顿迭代法对这些数据进行处理,最后得到SF6设备的SF6气体密度值,并予以在线显示及远传.该系统已投入运行,运行情况表明,系统抗干扰能力强,精度高,便于让用户从总体上把握变电站SF6电气设备的工作状况,实现变电站的无人值守.     

冷阱-光电子电离飞行时间质谱检测痕量SF6气体分解产物

通过检测六氟化硫（SF₆）气体分解产物可有效发现SF₆电气设备内部故障。在内部故障的早期阶段,由于吸附剂的吸附作用,设备内部SF₆气体分解产物含量通常很低。受现场检测技术的限制,难以检测到这些痕量的气体分解产物,影响内部故障的早期诊断。本文研制了基于冷阱（CT）技术与光电子电离飞行时间质谱（PEI-TOF MS）技术联用的便携式检测系统,对典型SF₆气体分解产物SO₂、SO₂F₂的富集倍率分别为136倍和49倍,检出限分别达到0.01 μL/L和0.1 μL/L,为设备内部故障的早期诊断提供了一种有效的技术手段。     

浅议基于分解产物分析的SF6电气设备故障检测方法

电力企业随着科技发展走向进步,传统的充油电气设备已经逐渐被SF6电气设备取代,成为电网的重要组成部分,如果SF6电气设备出现某些故障,可能立即导致整个电网故障,因此,对SF电气设备进行故障检测十分必要,传统的故障检测方法检测效率低,不能实时进行故障检测,不满足目前的监测需求,因此,基于分解产物分析设计了SF6电气设备故...     

SF6气体智能检漏仪的设计

提出一种利用负电晕放电原理检测SF6气体泄漏的设计方案,综合应用低功耗微控制器和外围芯片设计硬件电路,其中传感电路采用冗余技术,解决了传统的零漂并误报警的问题.系统采用光耦隔离技术有效地消除了干扰并抑制了噪声,电极采用新型敏感材料和独特的结构方式,解决了传统SF6气体检漏仪不能在线监测的难题.仪表性能稳定、灵敏度高、使用寿命长,可广泛应用于SF6气体泄漏的便携或在线测量,测量范围为0～5 000 ppm(1 ppm=10-6),灵敏度0.1 ppm.     

红外光谱法、气相色谱法和气相色谱/质谱法分析检测痕量SF_4的比较

六氟化硫(SF6)气体作为绝缘保护材料被广泛用于电气设备中,但SF6的性质活泼,易与水发生反应而产生分解,形成的分解产物会造成电气设备运行故障。及时、准确检测出SF6的分解产物,可以避免故障的发生。四氟化硫(SF4)是SF6的分解产物之一,由于它本身的易反应性,其检测方法还有待完善。本文对用气相色谱法、气相色谱/质谱法和傅立叶变换红外光谱法分析检测SF4进行了研究。通过比较发现,红外光谱法可有效检测出SF4的存在。该方法简单、快速,比气相色谱法和气/质联用法更具有优势。     

脉冲进样便携式TOF MS现场检测SF_6电气设备中的分解产物

SF_6分解产物是SF_6电气设备内部故障的重要标志物。本工作研制了一台便携式飞行时间质谱仪(TOF MS),可对多种SF_6气体分解产物进行现场快速准确定量,为SF_6电气设备的状态评估和故障诊断提供关键信息。该仪器采用脉冲进样系统,可以在SF_6电气设备不停电状态下直接将设备内的气体样品引入质谱电离区进行分析。脉冲进样的管道总体积为20mL,进样量低于1mL/min,完成单个样品检测的样品总消耗量低于35mL(已换算至常压),与上一代仪器相比减少了85%以上,该进样方式有效地消除了谱图的背景干扰。本工作研制的脉冲进样便携式TOF MS对SF_6典型放电特征产物SO_2F_2、SO_2、CS_2、CF_4的检测灵敏度均可达到5μL/L,现场实验结果表明,该仪器在SF_6电气设备的状态评估和故障诊断中表现良好,在电力行业内具有广阔的应用前景。     

基于泛在电力物联网NB-IOT无线通讯技术SF6压力远传系统的研发与应用

SF6密度继电器是电力系统中重要元件,要保证其运行的可靠性,就必须加强监视断路器的各项指标。目前,90%以上的SF6电气设备监测手段是借助指针式SF6密度继电器进行监测,这种指针式SF6密度继电器不具备数据远传功能,无法监测气体压力及温度。针对以上两方面问题,本文提出NB-IOT无线通讯方式的SF6气体动态监测技术,以此能够在远端实时监测SF6气体状态,并根据监测数据进行分析,为设备安全运行提供一种切实可行的故障预警方案,提高工作水平和工作质量,为后期设备运行大数据工作做准备。     

水电站室内GIS故障处理研究

在对水电站室内GIS内部放电故障产生的原因进行简单阐述后,对水电站室内GIS内部放电故障常用检测方法进行认真归纳总结。最后,结合水电站GIS设备I母电流互感器间隔气室SF6绝缘气体气压下降故障处理实例,详细介绍了GIS设备故障处理方法措施。     

专题报道

SF6无线实时在线监测系统试验成功近年来,因为具有优良的绝缘及灭弧性能,SF6(六氟化硫)气体在电气化铁路牵引变电设备中的应用越来越广泛。但由于制造、安装以及密封材料老化等因素,SF6气体常发生泄漏事故,成为设备安全运行的隐患。为精确监测大气中SF6气体浓度、防止安全事故发生,2011年5月,长沙供电段和暨南大学共同着手研发牵引变电系统SF6气体     

湿度和SF_6在石英增强光声光谱中对CO分子弛豫率的影响

为了研究六氟化硫(SF_6)气体分子和水汽(H_2O)对一氧化碳(CO)气体分子的弛豫率的影响,建立了一个基于石英增强光声光谱(QEPAS)技术的痕量气体传感器系统。采用1.57μm的近红外分布式反馈二极管激光器作为激励光源,并对不同SF_6和H_2O气体浓度下的CO的光声信号进行对比研究。首先用CO传感器系统探测CO与N_2的气体混合物中CO的光声信号,然后在CO与N_2气体混合物中加入不同浓度的SF_6气体,分别探测不同浓度SF_6气体下的CO光声信号强度。最后在CO与N_2的气体混合物中加入不同浓度H_2O,探测加入H_2O后的CO的光声信号强度。实验结果表明随着CO和N_2气体混合物中SF_6气体浓度的增加,CO的光声信号幅值几乎没有变化,而在混合物中加入2.5%的H_2O后,发现CO的光声信号提高了约5倍。因此,SF_6对CO气体的弛豫率没有明显的影响,然而H_2O的添加能够有效缩短CO气体的弛豫时间。     

SF６气体在线净化处理技术研究

为提升电气设备运行的稳定性与安全性,研究 SF_６气体在线净化处理技术.利用状态检测流程采集 SF_６气体的压力状态,采集结果经由数据传输环节进入后台显示界面,依照历史数据曲线分析当前时刻SF_６气体仪表状态趋势并实现预警、触发 SF_６气体净化控制功能.在 SF_６气体净化处理过程中,将高压液化的 SF_６液体转换为低压气体后传输至净化处理单元,利用吸附器吸附其中的杂质,然后利用动力单元抽取深冷分离单元冷容器内的尾气,经降温处理后存储于储气罐中,通过低温液泵转移到钢瓶中.在此基础上,采用分离技术,根据气体燃点与沸点的差异优化净化效果.实验结果表明,该技术净化效果符合国家相关标准,且可显著降低电气设备维修的次数与费用.     

不同绝缘气体下中压开关柜温升特性研究

为探究干燥空气和 N₂ 从温升角度替代 SF₆ 气体的可能性,针对 KYN28-12 型中压开关柜,通过有限元分析法,构建三维温度场 流场的耦合模型,并在 3 种绝缘气体下,研究中压开关柜温升特性。研究结果表明,在 3 种绝缘气体下,具有相似的温度场分布,采用干燥空气和 N₂ 开关柜的温升要高于 SF₆ 气体,高出约 5~9 ℃ ; 3 种气体中流场分布规律也基本一致,但 SF₆ 气体流速较慢,最高 0.12 m / s ,干燥空气和 N_2?的流速类似,最高流速 0.16 m / s 。研究结果认为从温升方面考虑,满足绝缘条件下,干燥空气和 N2 替代 SF₆ 可行,但需要注意较 SF₆ 更高的温升,流场分布特性可为干燥空气和 N₂ 开关柜降低温升研究提供一定的理论依据。     

微小等离子体反应器的制作及性能测试

设计了基于并行探针驱动的扫描刻蚀加工系统,用于微纳米尺度的刻蚀加工.研究了系统的核心器件—微小等离子体反应器的电学特性和发射光谱特性,以了解反应器中产生的反应等离子体性能的变化规律.基于微机电系统(MEMS)加工工艺制备了中间带有倒金字塔形状微型空腔的金属-绝缘体-金属3层结构的微小等离子体反应器.搭建了可测量等离子体伏安特性和发射光谱特性的实验系统,对放电气体为SF6,工作气压在5～12 kPa,直流驱动模式下的微小等离子体反应器的电学和光谱特性进行了测试.实验结果表明,放电电流随着放电电压的增加而近似线性递增,放电电流由5 kPa时的2.1～2.82 μA递增到12 kPa时的3.6～4.2 μA,表明所产生的微小等离子体处于异常辉光放电模态.当器件特征尺寸由150 μm减小至30 μm时,微小等离子体发射光谱中氟原子特征谱线(703.7 nm)峰值增大了约56％,表明微小等离子体的浓度随尺度缩小而增强.实验结果表明,设计的微小等离子体反应器基本满足扫描刻蚀加工所需的高浓度等离子体源的性能要求.     

苯磺酰基吲哚类化合物去质子化离子的质谱裂解行为研究

为阐明苯磺酰基吲哚类化合物去质子化离子的质谱裂解机制,采用电喷雾离子源（ESI）负离子模式进行多级碎片解析。采用密度泛函理论（DFT）比较了5个3-苯磺酰基吲哚类化合物和4个2-苯磺酰基吲哚类化合物去质子化离子不同裂解过程中碎片离子的优化结构,并分析其可能的裂解机制。结果表明,两种苯磺酰基吲哚类化合物的去质子化离子可以通过不同的芳香亲核取代重排路径中性丢失SO₂生成对应的苯基吲哚负离子,或C-S键均裂中性丢失苯自由基生成对应的阴离子自由基。根据两种碎片离子的丰度比值,可以快速、简便、准确地区分上述两类位置异构体。该方法可为苯磺酰基吲哚类化合物的结构鉴定和定量分析提供理论基础。     

基于电喷雾质谱的反应监测研究进展

电喷雾质谱(ESI-MS)因具有灵敏度高、响应速度快、分辨率高、原位在线监测等特点,广泛应用于反应监测领域。本文主要从不同离子化技术角度,综述了电喷雾质谱在反应监测和机理研究方面的进展。重点介绍了在线电喷雾质谱技术,其中包括解吸附电喷雾离子化质谱（DESI-MS）、萃取电喷雾离子化质谱（EESI-MS）、纳升电喷雾离子化质谱（nESI-MS）、超声喷雾离子化质谱（SSI-MS）以及其他在线电喷雾离子化质谱在反应监测中的应用。最后,对电喷雾质谱在反应监测的发展趋势进行总结和展望。     

人参皂苷Rd酸水解产物的RRLC-Q-TOF MS研究

利用高分离快速液相色谱-四极杆-飞行时间质谱(RRLC-Q-TOF MS)联用技术对人参皂苷R_d酸水解产物进行了分析研究。通过化合物的保留时间、精确分子质量信息、串联质谱碎片信息,分析鉴定了7种R_d酸水解产物,分别为C-Y₁、C-Y₂、F₂、20(S)-R_g3、20(R)-R_g3、R_k1和R_g5。串联质谱分析水解产物获得了原人参二醇苷元特征离子m/z 459（20(S)-R_g3,20(R)-R_g3,F₂）,Δ20(21)或Δ20(22)位脱水原人参二醇型苷元特征离子m/z 441（R_k1,R_g5）,C-24、C-25位水合原人参二醇苷元特征离子m/z 477（C-Y₁和C-Y₂）。研究表明,人参皂苷R_d在酸性条件下发生化学转化,包括取代糖基的水解反应,Δ20(21)或Δ20(22)位脱水反应和C-24,C-25位水合加成反应。本实验可为研究人参在配位方面的化学物质基础提供方法参考。     

U型迁移谱分析器中调控漂移气体组分的效果研究

离子迁移谱-质谱联用技术已经逐渐成为对复杂混合物进行源后分离、分析的重要手段。在离子迁移谱中,漂移气体的选择或组分配比(N₂、He、CO₂等)通常会对不同类别化合物的分离度以及不同质量范围的离子通率产生影响。U型迁移谱分析器(UMA)是一种基于逆流迁移谱分析方法的独特离子迁移谱装置,特定迁移率离子可以在电场和气流的共同作用下得到精确分选。UMA具有独立的漂移气体快速进入及脱离通道,可以实时有效地完成精确调节漂移气体组分的任务。本工作研究了在UMA中使用多种漂移气体种类及不同成分配比对系统灵敏度、分离能力以及分析速度的影响,同时探讨了在单次采集过程中动态调整气体成分的可能性和优势。