一种基于气体传感的新型中高压开关柜过温监测系统的研制

笔者提出了一种利用二氧化碳气体来传递过温信号的高压开关柜过温监测系统.该系统在开关柜内易过温点安装气体存储装置,在温度超过设定阀值时释出特定的气体.传感器检测到该气体浓度的变化后发出告警信号.该系统具有安装方便、性能可靠、成本低廉的优点,同时不会在开关柜内引入新的故障点.笔者给出了系统工作原理及气体的存储装置、释放机构...     

基于气体传感的中高压开关柜过温监测系统

对中高压开关柜的过温监测应具有可靠、高效和实用性。介绍了一种利用二氧化碳气体来传递过温信号的高压开关柜过温监测系统,分析了该系统的总体结构和工作原理,具体研究了气体存储及释放装置、气体检测和告警系统的设计。通过实验室测试和现场试运行的结果,验证了该系统的正确性、有效性及工程实用性。     

光声光谱技术应用于变压器油中溶解气体分析

变压器油中溶解气体在线监测装置中的色谱柱和气敏传感器存在消耗被测气体和长期稳定性差等不足.光声光谱气体分析技术灵敏度高,不消耗被测气体,克服了传统油中溶解气体在线监测技术的缺点.文中对其在变压器油中溶解气体在线监测中的应用进行了研究.构建了用于变压器油中溶解气体分析的光声光谱平台,给出具有红外特征吸收峰的CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO和CO2这6种主要故障特征气体的特征频谱,采用加权最小二乘法对2种混合气体中的CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO和CO2进行了定性和定量分析.分析结果与气体各组分体积分数真实值或气相色谱仪测量值的比较表明,光声光谱技术能有效地对变压器油中溶解气体进行分析.     

H2S及CO的近红外波段光声光谱检测技术

SF6常用于电力设备内部充当绝缘介质,在SF6绝缘设备内部出现过热或局部放电时,进一步反应后还会出现SO2、SOF2、SO2F2、H2S、CO等分解产物.本研究基于光声光谱检测技术对H2S、CO进行定量测量,从理论出发对影响光声信号的因素进行探讨,搭建光声光谱试验平台,根据气体的光声效应对气体进行光声光谱检测.通过选择合适的气体吸收谱线作为特征谱线进行检测,避免其他组分气体存在潜在的交叉干扰.根据HITRAN仿真结果,选定的H2S气体特征谱线为6 336.6 cm-1,CO气体特征谱线为6 380.3 cm-1.结果 表明:所测气体CO、H2S的气体浓度与净光声信号幅值之间的线性度非常高,即通过测量气体光声信号值可精确反演计算出气体浓度.在SF6作为背景气体情况下,CO检测下限为9.88×10-6,H2S检测下限为1.75×10-6.     

气隙缺陷局部放电下空气分解组分特性研究

为探索一种新的开关柜局部放电(PD)检测方法——气体分析法,笔者对不同PD强度下空气分解组分特性进行了相应的模拟实验研究。利用构建的气隙绝缘缺陷模型在研制的PD分解实验平台上对空气进行24 h PD分解实验,并研究了气体分解组分、体积分数、产气速率与放电量的关联特性。实验结果表明,因气隙绝缘缺陷产生的PD导致空气分解为CO、NO、NO2、O3等组分,且各组分的体积分数增长特性有明显差异。CO和NO2气体的体积分数随工频周期内平均放电量QP的增加均呈现"线性—饱和"的增长趋势,NO2先于CO出现饱和且饱和度要低于CO。在较低PD强度下CO的产气速率与QP表现近似线性的关联性。     

激光拉曼光谱应用于变压器油中溶解气体分析

变压器油中溶解气体在线监测是实施变压器状态检修的重要手段之一。激光拉曼光谱技术能直接使用单一频率的激光对混合气体进行非接触式的测量,符合在线监测的要求。利用激光拉曼光谱对变压器油中溶解气体进行分析,能克服传统在线监测方法的诸多不足。对激光拉曼光谱在变压器油中溶解气体分析中的应用进行了研究。分析了变压器油中7种主要故障特征气体(H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2)的拉曼特征频谱,并阐述了基于特征频谱和最小二乘法对7种特征气体进行定性定量分析的方法。利用共聚焦拉曼技术和镀银石英玻璃管制成的气体样品池,构建了激光拉曼光谱气体分析试验平台。结合平台研究了7种故障特征气体的拉曼光谱检测特性,并与实验室气相色谱法的测量结果进行了对比。对比结果表明,激光拉曼光谱能有效地对变压器油中溶解气体进行定量分析,为变压器油中溶解气体的拉曼光谱在线监测奠定了基础。     

基于CO2传感器的高压开关柜触点超温监测仪的研制

本文以TGS4160C02传感器为基础,研制了一种新型高压开关柜触点超温监测仪。超温监测系统组成有：高分子示温片、TGS4160传感器、信号调理电路、MSP430F149单片机、报警电路以及系统软件。超温监测仪采用了温度补偿来抑制温度对传感器的影响,采用数字滤波器来提高信噪比。介绍了超温监测仪的测试条件,给出了触点温度温升曲线与CO2浓度之间的响应曲线,长时间测试结果表明,正常温度和超温情况下,监测仪的输出信号具有明显不同的特征,且具有良好的稳定性。     

基于LoRa无线通信的气体检测装置在电力施工中的应用

电力电缆施工时需要用气体检测装置检测井内或隧道内易燃易爆及有毒气体的含量,常规的检测装置以单机型检测为主,地面难以实时监测井内状况.基于LoRa无线通信的气体检测装置,可同时检测CO、O2、H2S及可燃气体,采用高能锂电池独立供电,不依赖外部电源.检测到超出浓度的易燃易爆及有毒气体后,LED灯和蜂鸣器发出声光报警,并通...     

气体绝缘开关柜多物理耦合场仿真及分析

气体绝缘开关柜(C-GIS)的导电回路封闭在充有绝缘气体的隔室内。由于隔室内部气体不能有效地与外界空气进行热交换,因此内部热量难于散出,特别是大电流的气体绝缘开关柜尤为突出。因此大电流气体绝缘开关柜的发热成为设备制造企业和用户共同关注的问题。文中采用多物理场耦合方法对充入干燥空气的气体绝缘开关柜进行了温度仿真,分析了内部温度分布特性,并将温升试验结果与仿真结果进行了对比,验证了该仿真方法的准确性,为气体绝缘开关柜散热优化设计提供了依据。     

开关柜内局部放电综合检测技术及应用

开关柜内发生局部放电时,会产生声、光、电、热等多种信号,单独对某一种信号监测往往无法准确判定开关柜内的绝缘状态。因此,联合应用超声波、超高频、地电波等检测手段对开关柜进行状态监测,并根据多种特征对绝缘状况进行综合评估,科学合理地确定检修策略是一种更加有效的方法。     

CO_2气氛对烟煤热解过程的影响

采用热重–傅里叶红外联用的方法研究徐州烟煤在Ar、N2和CO2气氛下的热解特性,考察CO2气氛下反应终温和升温速率对其失重和气体析出特性的影响。结果表明,CO2气氛对煤热解的影响主要在高温区,表现为对煤中碳酸盐分解的抑制作用和对煤焦的气化作用。反应终温900℃时,CO2气氛下CH4和C2H6的析出量较Ar和N2气氛下小,而CO析出量较大。CO2气氛下反应终温由700℃上升到1000℃,CH4和C2H6的析出量略有升高,CO析出量显著升高;升温速率提高,CH4、C2H6和CO析出量降低。     

交流电压下C4F7N/CO2混合气体中线性金属微粒放电特性研究

为了研究环保型气体C4F7N的绝缘性能,本文开展了绝缘子表面线性金属微粒在C4F7N/CO2混合气体下的放电特性实验并结合仿真和理论对实验结果进行了分析。研究结果表明,在0.1MPa气压条件下,C4F7N/CO2混合气体中,绝缘子表面附有金属微粒时,闪络电压会随金属微粒和接地电极之间距离的增加而先增大后减小。分析上述原因,线性金属微粒端部电晕放电产生的空间电荷削弱了空间电场的畸变程度;同时,C4F7N/CO2混合气体分解产生的CF3CN分子是一种高电气强度的物质,也会促使闪络电压升高。绝缘子倾角的变化对C4F7N/CO2混合气体闪络电压的影响要大于对SF6气体闪络电压的影响。绝缘子倾角为90度条件下,C4F7N/CO2混合气体下的闪络为SF6气体下闪络电压的0.96倍,两种气体绝缘性能相当。但C4F7N/CO2混合气体对不均匀电场的敏感性要高于SF6气体,电场不均匀系数由1变化到1.84时,C4F7N/CO2混合气体条件下闪络电压降低约26%。     

医疗废物固定床控制空气氧化试验研究

在自建的固定床试验台上研究氧量对医疗废物控制空气氧化过程的影响规律。试验总进气流量为0.8 m3/h(室温下),O2浓度从0%变化到21%。结果表明,控制空气氧化过程可以分为床层温度升高,挥发分大量析出、平稳的少量挥发分析出并与O2反应以及挥发分析出基本结束,反应逐渐结束3个阶段。O2浓度每增加3%~6%,床层温度增加约10~20℃。随着O2浓度的升高,半焦产量持续降低,气体的产量持续明显增加,而液体产量先增大后减小。气体成分中,CO2、烃类总量、C2H4、C2H6和C3H6产量随着O2浓度的增加而增加;CO、CH4和C3H8产量的变化规律一致,当O2浓度为14%,产量分别达到各自的极大值。研究为在实际设备中通过调节进气量从而有效控制反应过程提供了参考数据。     

SF_6/CO_2混合气体中放电电极的固体生成物

利用X射线衍射仪分析了SF_6/CO_2混合气体中放电电极表面的固体生成物,并分析了生成物的形成机理。     

钛酸锂电池胀气成分的气相色谱分析

介绍了使用气相色谱仪(GC)对钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))电池的胀气进行量化分析的方法。电解液成分不同的Li_4Ti_5O_(12)软包电池在55℃循环多次后,产生不同程度的胀气。使用标准气体对气相色谱仪进行标定后,再对电池的胀气成分进行量化分析。发现使用碳酸乙烯酯(EC)作为电解液溶剂的主要成分时,CO_2为生成气体的主要成分,其次是H_2和CO。在EC基的电解液中加入硅烷作为添加剂时,CO_2的含量超过90%,而且产气量也大大增加。当使用碳酸丙烯酯(PC)替换EC,并使用添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC)时,产气量大大减少,生成气体的主要成分是H_2和CO_2。经过数百次循环后,放电态的软包电池放置于55℃烘箱存储两个月,生成气体中H2和CO2的含量减少,CO的含量增多。     

热管式空气预热器的变工况预测模型

针对热管空气预热器在非设计工况下运行会出现低温腐蚀、超温失效及烟风阻力过大等问题,提出了一种定量分析热管安全性的方法。通过计算热管空气预热器变工况运行时排烟温度的变化来评价换热器的运行情况,进行了变工况校核热力计算,推导出预测和计算排烟温度的模型,利用模型可以分析入口烟温、燃料量和过量空气系数对热管换热器工作性能的影响程度。该方法为热管空气预热器的合理设计和安全经济运行提供了参考。     

Selective CO Gas Detection of Zn2SnO4 Gas Sensor

The ability of semiconductor gas sensors to differentiate between gases is essential but difficult to obtain. In this study, Zn₂SnO₄ was made to be CO selective and the possible mechanism for the selectivity was studied.The electrical and the gas-sensing properties of uncoated and CuO-coated Zn₂SnO₄ were investigated. In order to obtain an ohmic contact to Zn₂SnO₄, a ZnO layer was stacked on top of Zn₂SnO₄ and co-fired. CuO was coated by immersing the sintered sample in Cu-containing solution. Both uncoated and CuO-coated samples showed the higher sensitivity to 200 ppm CO gas than to 200 ppm H₂ gas. However, the CuO-coated Zn₂SnO₄ showed much enhanced sensitivity and thus good selectivity for CO gas (S _CO/S _{H 2} 6) compared to the uncoated sample. The excellent selectivity of Zn₂SnO₄-based materials for CO gas was explained by the difference in the mechanisms of CO and H₂ oxidation.