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。     

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。     

利用SF6分解物检测GIS内部局部放电故障

六氟化硫(SF6)电气设备在制造、现场安装和运行过程中,不可避免会在其内部产生一定的不良缺陷,这些薄弱部位在强电场的作用下易引发局部放电,若局部放电长期存在,在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验,不但能够确定绝缘故障的原因及其严重程度,还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题,是预防绝缘故障、保证GIS安全可靠运行的重要措施。本文总结了前人对于GIS局部放电机理的研究成果,通过设计试验验证了局部放电中S2OF10、SO2F2和SO2的产生,证明了使用SF6分解物检测GIS局部放电故障的可行性。     

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。     

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。     

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。     

SF6气体绝缘设备局部放电分解特征组分三角形诊断法

以SF₆为绝缘介质的全封闭式组合电器(GIS)已广泛应用于电力系统。由于金属微粒、绝缘子缺陷等,可能引发设备发生局部放电,甚至造成停电事故。为及时、有效辨识设备内部局部放电故障类型,本文在积累的大量SF₆局部放电分解特征组分数据的基础上,提取出表征典型局部放电故障特征的分解特征组分,采用“故障数据分布密度”标准差最小化的原则来确定反映故障状态的主要特征量权重,最终建立了针对SF₆气体绝缘设备局部放电的三角形诊断法,实现了典型局部放电故障的诊断。通过已有实验和现场数据,对该方法的诊断准确性进行测试,结果表明该方法可以有效识别局部放电故障并精确区分其放电类型,诊断准确率可达90%。     

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...     

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气体分解产物检测技术及其在GIS设备故障诊断中的应用

通过检测GIS设备中SF6气体分解产物对设备内部绝缘进行故障诊断和状态评估,具有抗干扰能力强、灵敏度高等特点,正在被应用于设备现场检测分析.笔者分析了SF6分解产物不同检测方法的特点,选用适合现场检测的方法和仪器,对耐压试验后的设备进行气体成分分析,根据SF6分解产物的组分及体积分数进行设备的状态评价和故障诊断.     

放电故障的SF6设备分解产物总量分析

从实际应用出发，运用不同的分析方法，结合理论推导计算，论述了SF6设备放电故障的分析判断方法。     

SF6分解产物的红外光谱特性与放电趋势

SF6分解组分与GIS的绝缘缺陷密切相关,通过气体组分的监测可对GIS内绝缘状态做出评估。为此,利用傅立叶变换红外吸收光谱法(FTIR)和气相色谱法(GC)对SF6局部放电分解组分进行了检测分析,每12 h检测一次,共放电96 h。成功检测到了SOF2、SO2F2、SO2、SOF4、SF4等气体,且在不同的时段检测到了不同的组分种类和体积分数变化趋势,FTIR可检测的组分种类比GC多。利用各吸收峰的吸光度值做初步的定量分析,发现不同的放电时间有不同的气体组分和产气率,该方法能够实现GIS的在线监测。     

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...     

基于同位素示踪法的微量O2对电弧放电下SF6分解产物影响的研究

SF₆气体绝缘开关设备电弧放电下O₂对SF₆分解产物具有显著影响,但其影响规律及相关作用机制目前尚不清楚。针对这一问题,文中利用¹⁸O₂作为示踪剂开展了电弧放电实验,利用GC-MS分析了放电过程中和放电后含¹⁸O同位素物质的变化规律,明确了电弧放电下SF₆分解产物的形成途径及¹⁸O₂对SF₆分解产物的影响,阐明了其深层化学反应机理。结果表明,电弧放电下O₂杂质会在不同程度上促进SOF₂、SO₂、SO₂F₂、CO₂的生成,其中O₂主要以分解后的O原子参与SOF₂、SO₂、CO₂的生成反应,以O₂分子和分解后的O原子共同参与SO     

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。     

放电故障的SF_6设备分解产物总量分析

从实际应用出发,运用不同的分析方法,结合理论推导计算,论述了SF6设备放电故障的分析判断方法。     

基于CRDS的SF6分解产物检测装置研究

为了完善SF_6气体绝缘设备的在线检测方法,首先从理论上对激光光腔衰荡光谱法(CRDS)的原理进行了阐述,并对SF_6的主要分解产物进行了分析讨论,选择H_2S作为特征组份进行检测,最后设计了对基于光腔衰荡的H_2S检测装置,并增加了SF_6纯度以及微水含量的检测,完成了基于光腔衰荡的在线检测装置,该装置可以对SF_6纯度、微水以及H_2S含量进行实时在线测量。该装置在国网特高压实验基地的GIL实验场地挂网试运行,并对运行一年以来的数据进行了分析,证明了该装置测量数据准确可靠,运行状况良好。     

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。     

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。