通过检测SO_2发现SF_6电气设备故障

通过几例SF6电气设备故障的分析和检出,说明检测SO2能够诊断SF6电气设备故障。SO2是SF6主要分解物SOF2的水解产物,是稳定气体,在分解物中一般含量较高,当故障涉及到固体绝缘材料时,SO2含量更高。检测SO2方法很多,用检测管简易方便,有足够的灵敏度。     

高压组合电器中SF6分解产物SO2F2红外吸收特性及其检测传感装置研究

特高压硫酰氟(SO_2F_2)气体作为气体绝缘全封闭组合电器(GIS)气室中六氟化硫(SF_6)分解产物的特征组分,对其进行检测分析可实现GIS设备的早期潜伏性故障识别。搭建光程池温度、压强可调的傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)系统,利用FTIR实验及HITRAN数据库得到的吸收谱线参数,对SO_2F_2气体的红外吸收谱线及其交叉干扰特性进行分析,选取中心波长2 763 cm~(-1)位置作为SO_2F_2气体的特征吸收峰,并对SO_2F_2在该波段位置附近受温度和压强影响的红外吸收特性进行研究。结果表明:HITRAN数据库模拟仿真红外光谱与实验数据吻合较好;当压强在50～300 k Pa范围内变化时,SO_2F_2气体在2 710～2 810 cm~(-1)波数范围内的峰值吸收系数随着压强的增加而增大,2 763 cm~(-1)位置吸收系数随压强的变化率为0.002 4 cm~(-1)/k Pa,增加压强可以提高气体检测灵敏度;当温度在298～338 K范围内变化时,SO_2F_2气体在2 710～2 810 cm~(-1)波数范围内的峰值吸收系数随着温度的升高而减小,2 763 cm~(-1)位置吸收系数随压强的变化率为0.002 cm~(-1)/K。分析结果对GIS设备故障SF_6分解产物SO_2F_2的红外光学检测技术研究具有重要意义。     

SF6分解物SO2、H2S、HF、CO的红外吸收特性分析

气体的红外吸收特性是进行气体红外定性定量分析的重要依据。为此,针对4种典型SF6气体分解物SO2、H2S、HF、CO,利用HITRAN2008数据库给出的吸收谱线参数,对其红外吸收特性进行了研究,给出了SO2、H2S、HF、CO 4种气体在波数10~10 000cm-1范围内吸收谱带的波数区间和最强吸收谱线的中心波数及其峰值吸收系数。另外,分析了SO2和H2S的一段吸收谱受压强和温度的影响,结果表明气体吸收谱线的吸收系数和全线宽随压强的升高而增大;而随温度的升高,气体绝大多数吸收谱线的峰值吸收系数和全线宽会减小,但也存在少数吸收谱线的峰值吸收系数增大的情况。     

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。     

变电站GIS室中SF_6与O_2检测系统

从SF6的特性出发,论述了SF6和氧气的检测方法,并给出了一个测量实例,实践证明该方法的有效性。     

运用紫外荧光法定量检测SF6特征分解产物SO2

根据SF_6特征分解组分SO_2的光谱吸收特性和荧光特性,设计了一套紫外荧光检测系统,试验研究了低体积分数情况下SO_2气体体积分数与其紫外激发的光子计数之间的关系,并研究了温度和压强对检测信号的影响。检测结果表明,对于低体积分数SO_2气体,其体积分数与荧光强度线性相关,系统的检测线性度达到0.996 7,SF_6中SO_2的检测极限为1.109 4×10~(-6)(信噪比为1 d B)。此外,系统的本底计数值不受温度和气压变化的影响,而SO_2荧光计数值随着温度和气压的升高,均会呈现较强的增长趋势,这为系统的进一步优化提供了依据。     

SF_6高压断路器分解物的分析及对策

阐述了SF6气体分解机理,分析了高压断路器正常运行及切断故障电流气体分解物的变化情况及对应关系,并结合500 kV五邑站500 kV开关在台风期间开关动作情况,对SF6中气体含量产生和升高的原因进行了分析研究,了解分解物的危害,同时提出相应对策,提高SF6断路器安全运行的可靠性。     

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。     

SF_6气体分解产物的现场检测与实验室分析技术

本文介绍了SF_6气体在电晕、电火花和电弧放电作用下的分解过程、分解产物的现场检测和实验室分析技术以及国内外在这方面的应用与进展。     

高压SF_6开关设备气体分解物浓度在线监测装置研制

高压SF_6断路器气体分解产物体积分数是SF_6断路器内部放电模式和放电能量的重要判据。为了通过SF_6气体分解产物实现SF_6断路器的运行状态在线监测,文中研制了一种基于碳纳米材料的电离式碳纳米管传感器和一套用于检测传感器输出微电流的检测装置。笔者以SF_6气体重要的分解产物之一SOF_2作为被测气体进行实验测试,结果表明,电离式碳纳米管传感器输出电流与SOF_2气体体积分数成单值关系,其电流大小能够反映出SOF_2气体体积分数;文中开发的微电流检测装置能够完成传感器输出的纳安级微弱电流的检测,具有较高的检测精度。该检测装置可用于实时监测SF_6气体分解生成的SOF_2气体体积分数,为研究SF_6断路器内部放电和实现SF_6气体分解物在线监测提供了可能。     

SF_6及SF_6混合气体火花放电生成物分析

采用质谱分析和红外光谱吸收分析的方法,分析了SF_6以及SF_6/N_2,SF_6/空气混合气体火花放电前后的成分,测得了放电后生成的物质,并讨论了放电生成物形成的理机。     

SF_6断路器中润滑脂过量引起的分解产物分析

对SF6电气设备检测时发现某126 kV断路器CO气体组分体积分数异常,根据分析,该断路器存在潜伏性故障。通过化学分析以及实验研究对可能产生CO的来源进行了分析,并对断路器进行解体检查,最终判断该断路器潜伏性故障产生的原因为润滑脂过量。笔者通过化学反应机理分析了润滑脂涂敷过量对断路器运行特性及SF6气体分解组分的影响。     

SF_6-CO_2混合气体火花放电分解产物的气相色谱分析

采用气相色谱仪,利用热导检测器(TCD)与火焰光度检测器(FPD)串联检测法。定性和定量地分析了SF_6以及SF_6-空气、SF_6-CO_2、SF_6-N_2混合气体火花放电后的分解产物,并讨论了放电分解产物的形成机理。     

SF_6断路器内部悬浮电位放电产生的分解产物分析

在某断路器SF6分解产物检测时发现SO2气体体积分数异常,判断该断路器存在潜伏性缺陷。通过理论分析并对断路器进行解体检查,最终判断该断路器的潜伏性缺陷为悬浮电位放电故障。笔者分析了悬浮电位的形成过程及其对断路器的影响,分析了SF6气体在悬浮电位放电下的气体以及固体分解组分的生成机理。     

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气体分解产物带电检测发现GIS设备缺陷及其分析与处理

为研究分析一起电化学传感器法进行六氟化硫(SF_6)气体分解产物带电检测发现的GIS电压互感器设备异常,使用不同的分解产物带电检测方法并结合电气试验和解体检查进行了综合分析。结果表明,该带电检测结果是一种未见报道的SF_6气体中H2体积分数异常现象。不同厂家生产的电化学传感器仪器带电检测结果不准确且差异较大,色谱仪更能准确地检测分析故障气体。该电压互感器缺陷的主要原因是生产时使用了退役变压器硅钢片,带入了变压器油等污染物;同时,制造工艺不完善使铁心磁通异常,铁心过励磁下低能放热导致溶解气体逐步析出,部分变压器油及其余物质分解产生氢气。针对该设备缺陷提出了有效的处理措施,成功处理了缺陷,并对同类设备提供了运维建议。进一步地,提出了SF_6气体分解产物带电检测方法和仪器的改进思路,以帮助SF_6气体绝缘设备和电网安全稳定运行。     

基于气体分解产物检测技术发现的SF6电气设备放电缺陷分析

SF_6电气设备中常采用的气体分解产物检测是一种比较重要的带电检测技术手段,可以提前发现设备内部的早期故障和事故隐患并及时处理,这种检测技术也得到业界越来越多的关注和认同。文中首先依据大量的文献研究,详细阐述了SF_6气体及各种固体绝缘材料在放电或高温过热等异常情况下裂解机理及各种气体分解物(SO_2,SOF_2,HF,CF_4,H_2S,CO等)的形成过程;再根据几起现场实际案例的统计分析,发现检测电气设备中的气体组分种类和体积分数可以对设备的运行状况进行有效地评估;最后,通过解体后电气设备内部情况验证该检测技术的可行性。气体分解产物检测技术能够有效地分析出电气设备的实际情况,对今后实现电气设备的状态检修和管理维护有重要的参考价值。     

现场检测SF_6分解产物中CO体积分数异常的原因分析

目前,在电力系统中加强SF6分解产物的监测,对于及时发现设备异常具有重大意义。文中简述了目前几种检测SF6分解气体的方法,关于某500 kV变电站5042、5043开关SF6气室现场检测发现CO体积分数异常的的现象,及时进行了多次现场跟踪检测,并且对SF6气体采样进行了实验室分析验证,结果显示实验室分析结果与现场检测结果存在差别很大。根据实验结果及仪器原理的分析发现:某型号的现场检测仪存在气体相互干扰的结构缺陷,未能很好地把H2与CO分离开来,导致把H2的量计算到CO的体积分数里面。不准确的数据给正确判断设备故障带来极大的干扰,针对此问题文中对于现场检测提出了建议。     

SF_6气体分解产物检测技术在开关类设备状态诊断中的应用

为了准确诊断SF_6开关类设备内部是否存在故障及故障的性质,研究SF_6电气设备在发生故障时,SF_6气体的分解原理及产物,以判断电气设备内部发生故障的类型。笔者通过全过程参与甘肃电网330 kV及以上开关类设备SF_6气体成分检测,分析了两起在检测过程中断路器的SF_6气体成分异常情况,通过解体,验证了设备存在缺陷或故障。因此,SF_6气体分解产物测试技术在开关类设备状态诊断方面具有广阔的应用前景。     

气体分解产物和局部放电测试技术在SF_6电气设备状态诊断中的应用

主要介绍了SF6气体分解产物、局部放电测试这2种检测技术在SF6电气设备状态诊断中的几起成功应用的案例。这些案例各有特点:SF6气体分解产物异常但不存在局部放电信号;SF6气体分解产物正常但存在局部放电信号;SF6气体分解产物异常且存在局部放电信号;SF6气体分解产物异常但无法采用局部放电测试技术进行检测。通过解体,均验证了设备存在缺陷。因此,SF6气体分解产物、局部放电测试技术在SF6电气设备潜伏性故障诊断方面具有广阔的应用前景。