SF6放电分解气体组分分析

SF₆气体是GIS中常用的绝缘介质,通过对其分解产物的类型和含量进行分析可以诊断设备内部是否存在故障。本文总结了SF₆放电分解气体组分成分,综述了气相色谱法、检测管法等气体组分分析方法,分析了SF₆放电分解气体组分分析技术的发展趋势。     

SF6气体分解产物检测在电气设备故障诊断中的应用

本文阐述了电气设备内SF6气体在异常放电和过热情况下分解产物生成的机理,通过几起典型的故障实例分析,初步探讨了气体分解产物的组分和含量在现场SF6电气设备故障诊断和定位中的应用情况,为今后发现运行中的SF6电气设备的潜在故障提供了参考依据。     

特征气体法在SF6电气设备故障诊断中的应用

利用SF6电气设备在不同故障下会产生相应分解物的理论,引入了利用特征气体法诊断SF6电气设备故障的新技术。通过现场应用,充分验证了利用分解产物中的特征气体测试来诊断SF6电气设备是否有故障是行之有效的方法。     

SF6放电分解气体组分分析的现状和发展

随着现代测试分析技术的发展,使得通过测试SF6气体分解产物的类型和含量来诊断设备内部是否存在故障,并对放电的类型进行模式识别,进而对设备运行状态进行诊断和评估成为可能,为推进这一技术的应用发展,回顾了SF6气体放电分解机理研究的发展过程,介绍了气相色谱、气体传感器、红外吸收光谱和光声光谱等多种气体组分分析方法,对未来SF6放电分解气体组分分析的研究作了展望,并在实验室采用气相色谱法对SF6气体分解产物进行了初步分析,获得几种重要SF6分解产物的浓度,实验证明了该方法用于诊断设备内部故障的可行性。     

宁夏电网SF6设备气体分解产物状况调查

通过对宁夏电网SF6设备进行气体分解产物组分调查检测,并按不同的电压等级和设备对各组分进行统计,结合典型案例分析,得出SF6设备在正常运行情况下各分解产物组分在气体中的含量范围,为诊断SF6设备内部故障隐患和常态化开展SF6分解产物检测工作提供参考。     

SF6局部放电分解组分长光程红外检测

GIS内SF6局部放电分解组分情况与其绝缘状态有着密切联系,监测分解气体组分可诊断出GIS内部的绝缘缺陷。由于SF6分解产物浓度很低,为提高检测限,基于怀特池原理,利用三个凹面反射镜组成共轭系统来实现光路的多次反射,在有效地增加了光程长的同时尽量减少了光能损耗,设计了与傅里叶变换红外光谱仪匹配的20m光程长气体池。分别用长短光程气体池进行SF6局部放电分解组分的红外检测,对比分析发现,20m长光程气体池检测组分种类多,精度和信噪比高,设计的长光程气体池可以实现GIS内部SF6局部放电分解组分的定量研究。     

局部放电下SF6分解组分检测与绝缘缺陷编码识别

用SF6分解气体组分含量大小来识别全封闭式组合电器内的绝缘缺陷,须先建立分解气体组分与绝缘缺陷之间的关联法则。利用建立的SF6绝缘气体局部放电分解试验平不同类型绝缘缺陷产生的局部放电下,SF6的分解特性存在台,对4种典型绝缘缺陷进行了大量局部放电试验,发现在明显差异,其组分含量及变化率有特定的规律,为此提出用气体组分含量编码树识别绝缘缺陷的思路和方法,并对SOF2/SO2F2、CF4/CO2和(SOF2+SO2F2)/(CO2+CF4)3组气体组分含量比值范围进行了编码,建立了相应的比值编码树,得到了识别4种绝缘缺陷类型的编码组合,并针对组分含量编码处于交叉无法确定的情况,给出了最终确定编码依据的辅助方法。     

SF6电气绝缘设备故障时气体特征分解物的检测及应用

SF6电气绝缘设备在电力系统中的应用越来越广泛,寻求设备故障判断的有效检测手段和判断方法,对设备状态监测尤其重要。介绍SF6电气绝缘设备故障时的气体特征分解物的组成、故障判断经验和现场常用的几种检测方法,并从检测项目、测量范围、最小检测量及检测方式等方面对各检测方法进行应用分析,为有效、准确、快速判断电气设备故障类型及开展设备状态监测提供参考。建议将气体特征分解物检测纳入SF6电气绝缘设备预防性试验项目中。     

特高压换流站设备SF6气体分解产物检测的应用

SF6分解产物检测作为对气体绝缘设备进行绝缘故障诊断和状态评估的重要手段之一,目前研究与应用大都集中在GIS和开关设备。在特高压换流站换流变压器阀侧套管、直流穿墙套管分解产物检测结果的基础上,分析了换流站设备SF6分解物主要组分的含量及规律,并通过实例提出生产现场开展SF6分解产物检测应综合实验室检测、电—声—气联合检测、电气试验和历史数据等手段与资料对异常检测结果进行系统化分析。     

SF6电流互感器绝缘缺陷的放电及气体分解特性

选取铝筒均压型和电容屏均压型的500 kV SF₆电流互感器（CT）试品,研究了绝缘子沿面缺陷和复合缺陷下的放电及气体分解特性,并分析了缺陷类型、放电路径长度和采气位置对该特性的影响。发现相位分辨率的脉冲序列（PRPD）谱图是气体分解特性研究的良好辅助手段,改良设计的采气口检测结果更准确。绝缘介质缺陷的典型特征是含C物质（CF₄、CS₂）的生成。绝缘子沿面缺陷下SO₂含量高于SO₂F₂,S₂OF₁₀的含量增长率较低,且放电路径长度会影响典型产物的种类。复合缺陷下SO₂F₂和SO₂的含量增长率较高,S₂OF₁₀的含量增长率相对低。     

基于分解组分分析的SF_6设备绝缘故障诊断方法与技术的研究现状

随着全封闭式组合电器(GIS)设备在各电压等级中日益广泛应用,一旦发生绝缘故障将严重危及电力系统的安全运行,对GIS设备进行绝缘状态监测与故障诊断是降低其故障率和运维费用的有效手段之一。针对目前国内外研究热点,基于分解组分分析(DCA)的SF_6设备绝缘故障诊断方法与技术进行综述,以推动该领域的理论与技术进步。首先,在分析国内外气体绝缘装备故障统计的基础上,介绍常见的绝缘故障及其诱因;其次从引发SF_6气体分解过程及机制出发,分析基于SF_6分解组分的故障诊断原理,重点评述SF_6故障分解特征产物,并对以分解组分比值为特征量的故障诊断研究进展情况进行小结;最后结合当前研究现状和尚需解决的难点问题,指出基于分解组分分析的SF_6设备绝缘故障诊断方法与技术的研究要点及发展趋势。     

SF6电力设备局部放电与分解气体组分关系的研究进展

介绍了SF6放电分解气体的基本原理,对目前几种检测SF6分解气体的方法进行对比分析,综述了不同缺陷条件下局部放电与SF6分解气体组分的关系。     

GIS设备中通过SF6气体分解产物检测判定放电类型的研究

对GIS设备中4种典型放电故障进行了模拟试验,利用色谱-质谱联用技术(GC-MS)检测了4种典型故障下GIS设备内SF6分解产物的种类及含量,并对不同放电类型下分解产物的生成速率及种类进行了对比,研究了利用SF6分解产物判断放电类型的方法,并制定了判定流程。结果表明:利用该方法可预判GIS设备内潜伏性故障,并对故障放电类型进行定性分类。     

SF6气体分解组分的多功能试验装置研制

GIS设备中局部放电(PD)的模式识别和放电量的定量检测是目前国内外研究的难点。为此,作者设计了一套用于SF6PD气体分解组分研究的多功能试验装置,重点介绍了装置的结构和主要部件的计算参数。初步试验研究表明:该装置能够产生PD并引起SF6分解,气体检测单元可有效检测SO2F2、SO2、CF4、空气、CO2等组分气体,检测结果与现有IEC和GB标准基本相符;能够在不同试验电压下,模拟各种PD,具有获取SF6气体分解组分、气敏传感器响应信号、微观放电图像、微观放电过程以及脉冲放电电流波形等多信息功能,从而为深入开展GISPD导致SF6分解组分的关联比对研究,最终为解决放电模式识别和放电量定量检测难题提供了综合试验研究手段。     

SF6断路器模拟烧蚀过程中气体分解产物特性研究

SF₆断路器灭弧室中的SF₆、微水微氧及固体绝缘材料在电弧作用下会分解重组,生成新的组分气体。为研究SF₆断路器完整电寿命周期内,开断电流后各气体分解产物体积分数的变化规律,搭建了断路器全寿命模拟烧蚀试验平台,进行了69次烧蚀试验,测量了烧蚀过程中的电压电流参数和各气体分解产物体积分数。结果表明：SOF₂、CF₄、SO₂为主要产物,SO₂F₂、SOF₄体积分数较低,H₂S不能稳定检出;SOF₂、CF₄、SO₂、SO₂F₂体积分数均随烧蚀次数增加而增加。主要产物中,SOF₂和SO₂的生成量与电弧能量呈线性关系;CF₄生成量与电弧能量之间没有明显规律,其原因可能在于电弧对于固体绝缘材料的烧蚀具有随机性...     

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SF6分解产物分类规划的GIS放电故障分析

为提高气体绝缘开关(Gas Insulated Switchgear,GIS)的安全评价能力,在基于机器学习算法的GIS诊断模型的鲁棒特性基础上,研究由阿伦尼乌斯化学反应模型处理的不同故障类型的经验概率函数,利用6种机器学习算法建立放电故障和绝缘缺陷模型,通过学习组成系统中不同气体(SO₂、SOF₂、SO₂F₂、CF₄、CO₂等)体积分数的数据集及其比值来训练识别算法。结果表明,经验概率模型可以有效识别GIS多种绝缘缺陷及其共存状态,SO₂F₂和SO₂体积分数比为4.2是高能放电状态的临界点,对故障预警具有重要意义;在基于高斯分布的GIS绝缘缺陷测试结果图中,y≈0.15的区域是多种放电故障共存的区域,需重点关注。     

SF6变压器中悬浮电位放电分解气体的生成规律

为研究气体绝缘变压器中SF₆在局部放电下的分解特性,建立了SF₆分解试验平台,设计了变压器绕组缩比模型及由金属颗粒堆积引起的悬浮电位缺陷模型,分别在不同外施电压以及含水量下进行放电分解试验。试验结果表明,在340～1 500 p C的低强度局部放电试验中,典型分解产物有SO₂F₂、SOF₂、CO和CF₄,其产气速率关系为:SOF₂>SO₂F₂>CO>CF₄。SOF₂与SO₂F₂体积分数的比值φ(SOF₂)/φ(SO₂F₂)随时间增长而趋于稳定且放电强度越强,稳定值越小。此外在过量水分的环境下(体积分数为2 143×10^-6、4 000×10^-6),水分会加速局部放电的发展,同时促...     

气体分解产物应用于SF6电气设备故障查找的分析

依据SF6电气设备绝缘材料在热和电作用下的分解机理及其气体分解产物的形成过程,通过故障实例分析如何应用气体分解产物的组分和含量对故障部位进行快速定位和查找,为今后发现运行中的SF6电气设备的潜在故障提供原始数据,并为设备的检修提供参考依据。     

基于SF6分解产物的避雷器缺陷分析

以国内外基于SF6气体分解产物的SF6电气设备故障判断标准和规范为依据,对某避雷器典型缺陷案例进行综合分析。通过现场SF6气体分解产物组分检测和实验室气相色谱检测,判断避雷器内部存在潜伏性放电故障;通过解体检查,确认产生缺陷的原因是金属连接垫片的制造工艺不良;设备内部粉末的元素分析进一步说明发生局部放电的部位为绝缘杆、氧化锌电阻片和金属连接垫片。