电弧作用下SF_6分解固体产物的实验研究

SF_6气体绝缘电气设备发生电弧性放电故障后,设备内部故障处会产生大量的SF_6分解固体产物。为了研究查明SF_6分解固体产物对于SF_6绝缘电气设备工作运行的影响,开展电弧作用下SF_6分解固体产物的实验研究是必要的。文中研究了SF_6气体在不同金属电极、不同压强情况下SF_6分解固体产物的生成特性,明确了SF_6气体在不同金属电极反应生成的固体产物的组成成分,定量分析了SF_6分解固体产物质量和放电能量的关系。     

应用SF6气体分解产物的高压开关设备故障诊断

全封闭式组合电器（gas insulated switchgear,GIS）、SF6断路器等高压开关设备广泛应用于110kV及以上电压等级的电网中,设备故障诊断及状态判断是亟待解决的关键问题。分析SF6开关设备发生放电、过热等故障产生的气体分解产物,提出不同故障类型的分解产物特征气体,比较设备故障诊断现有判据,提出开关...     

电弧作用下SF_6气体分解产物的试验研究

SF6开关设备发生故障或存在缺陷时,设备内部会产生SF6分解产物,通过检测这些分解产物为设备故障定位和缺陷诊断提供了有效手段。试验研究了SF6开关设备在不同开断电流、不同燃弧时间以及有无吸附剂情况下SF6气体分解产物的变化情况,分析了设备在电弧放电故障时SF6气体分解产物体积分数变化趋势及影响因素,为设备的故障诊断提供了有效手段。     

国内文摘与专利

正基于SF_6分解产物融合判断的GIS绝缘劣化趋势划分/王先培;肖伟;胡明字;等/高电压技术,2016(6)为实现用SF_6气体分解产物来诊断和砰估气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)绝缘状态,必须寻找出恰当的特征参量,建立气体分解组分与GIS绝缘劣化的判断法则。为此构建了SF_6气体放电分解平台,做针-板缺陷下长期持续性放电分解实验以模拟GIS绝缘劣化全过程。选取SO_2F_2、SOF_2、SO_2、     

SF6气体分解产物检测技术及其应用的研究现状

SF_6充气类电气设备具有结构紧凑、电气性能稳定、灭弧能力强和运行安全可靠等优点,现已被广泛地应用于超特高压电力系统中。当SF_6充气类电气设备发生隐患或故障时,设备内部的局部放电或者过热使SF_6气体发生分解并生成多种分解产物。通过对反应生成的SF_6气体分解产物进行定性定量分析,可以推断出电气设备潜在的绝缘隐患或者故障,对保障设备和电网的稳定运行具有重要意义。着重介绍了7种常用的SF_6气体分解气体检测技术,主要包括了气相色谱法、质谱法、红外光谱法、电化学传感器法、气体检测管法、离子迁移谱法、碳纳米管传感器,分析各种检测方法的测试原理,并对比归纳不同检测技术的优缺点及应用场合。结果表明,基于不同检测技术的优缺点和应用场合,在实际应用中可选择多种方法联合检测,发挥不同检测方法的优势,以实现更加准确可靠对SF_6气体分解产物组分情况的定性定量分析。     

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。     

悬浮缺陷模型局部放电发展过程中分解产物的特征

悬浮放电是GIS的典型缺陷之一。通过对GIS设备局部放电的检测和分析,可实现设备状态评估和故障诊断。文中利用脉冲电流法和分解物检测法,研究了间断恒压法下GIS悬浮缺陷模型局部放电发展过程及其分解产物的特征,并在局部放电已产生分解物的前提下,探究了各分解气体的扩散特征。实验结果表明:局部放电放电特征量不因外施电压间断而发生改变;局部放电发展中SF_6气体水分体积分数呈增长趋势,仅用SF_6气体微水含量偏高来推测GIS设备受潮存在一定局限;若分解物检测试验中只检测到SO_2气体,则GIS设备可能存在放电程度较严重的悬浮放电缺陷,因此SO_2气体可用于判断悬浮放电发生与否;CO气体扩散速度较快,可作为判断设备故障严重程度的特征气体。     

GIS中局部放电与气体分解产物关系的试验

SF6分解气体检测法,因其不受电磁噪声和振动干扰,同时也适用于过热故障的检测等优点,成为对GIS设备进行局部放电检测诊断的重要手段,应用前景广阔。为填补现有文献中关于GIS设备局部放电与SF6分解产物关系的研究空白,在实验室建立了一套能够检测SF6分解气体产物的GIS局部放电研究平台,利用长期加压法研究了局部放电类型、放电严重程度以及气体压强对SF6气体分解产物体积分数的影响以及分解产物体积分数随时间的变化趋势。研究结果表明:在尖刺放电、悬浮放电、沿面放电3种类型中,GIS设备中均产生SOF2+SO2气体与HF气体,上述两种分解气体可作为检测GIS设备局部放电的特征气体;随着局部放电严重程度的加重,SOF2+SO2气体与HF气体体积分数增大,SF6气体分析法比较适用于检测较为严重的放电缺陷;随着SF6气体压强的增大,局部放电产生的SOF2+SO2气体和HF气体的产气速率有下降的趋势。     

检测六氟化硫气体分解产物诊断开关故障情况

<正>六氟化硫(SF6)电力设备在电网中应用已有多年,但对于运行中SF6气体的检测,一直以来只有"湿度"一项指标。SF6气体湿度指标只能反映SF6气体及设备内部是否受潮,而不能反映设备内部其他的缺陷、故障情况。近些年,随着电网中SF6电力设备装用量的快速增加,新的SF6气体分解产物检测方法也在不断推广应用。带电检测对设备内部的电弧放电、火花放电、局部放电及过热等潜伏性故障具有灵敏度高、准确性好等优点。笔者     

GIS典型放电条件下SF_(6)气体分解产物与故障能量和故障类型对应关系研究

通过研究在GIS内部金属突出物、自由导电微粒、绝缘子表面污秽和绝缘子外气隙四种典型局部放电故障模型下SF_(6)气体分解产物与故障能量、故障类型三者间的关系。提出利用SO_(2)F_(2)、SOF_(2)、SO_(2)、CF_(4)、CO_(2)5种SF_(6)气体分解的典型特征故障气体的种类、比值判断GIS故障类型的方法,提出利用有效产气速率R_(RMS)与每秒平均放电量Q_(SEC)关系来判断放电程度及故障类型的方法。4种故障缺陷模型下,SOF_(2)都是检测到的主要分解产物。在相同放电电压下,4种故障缺陷模型中生成的气体总量顺序是,金属突出物>绝缘子表面污秽>自由导电颗粒>绝缘子外气隙,产生气体总量大小与施加电压大小成正比。相同故障能量下,金属突出物各特征气体产生的速率最快。CO_(2)和CF_(4)气体的占比大小可以反应故障是否涉及固体绝缘介质。     

开断电弧下混合绝缘气体(SF_6+CF_4)分解特性试验研究

在高纬度低温地区,由于SF_6气体出现液化,可能导致SF_6开关设备发生绝缘击穿或开断失败等事故,由此该类地区大多采用混合气体(SF_6+CF_4)开关设备。气体分解产物检测是目前设备故障定位和缺陷诊断的重要手段。为此试验以40.5 k V混合气体断路器为试品,开展混合气体(SF_6+CF_4)不同燃弧能量下的气体分解产物试验,通过与纯SF_6气体的比较分析,探讨混合气体(SF_6+CF_4)的分解特性。研究表明:开断电弧下,SF_6+CF_4混合气体的主要分解产物为CO、CO_2、SO_2、SOF_2;分解产物各组分含量均随着燃弧能量的增加而增加;在相同的燃弧能量下,SF_6+CF_4混合气体比纯SF_6气体产生更多的碳氧化合物(CO+CO_2),而硫化物(SOF_2+SO_2)的生产量较少。     

过热点温度与SF_6气体分解产物变化关系试验研究

笔者将一台离线的SF_6变压器外壳作为试验容器,对变压器内SF_6气体进行局部加热试验,全程对气体分解产物进行跟踪检测,将模拟过热点温度下的检测结果进行分析研究,找出SF_6气体过热点温度与气体分解产物的变化关系,得出了SF_6气体在加热温度不断升高的过程中顺序产生HF、SOF_2、SO_2、SO_2F_2的结论,同时确定了上述各分解气体在加热过程中出现的温度区间,旨在给有效评估SF_6设备状态、对设备内部故障性质进行判断提供参考。     

气体绝缘变压器异常诊断分解气体的研究

通过对气体绝缘变压器使用的绝缘材料、金属材料在 SF_6气体中的加热试验,以及局部放电试验,掌握了变压器内部各部材料过热异常和局部放电异常时产生的分解气体的种类及发生量,为异常诊断方法研究奠定了基础。     

模拟电气设备过热故障时SF6气体分解产物的体积分数及其特征

对于运行中的电气设备,判断其设备内部运行状态相对困难.通过分析检测SF6气体的分解产物是判断SF6气体绝缘设备内部运行情况的一个强有力手段.笔者模拟了SF6电气设备不同温度和湿度的过热情况下所产生的分解产物类型及其体积分数.为确定电气设备故障类型提供数据支持.通过模拟试验得出.SF6在350℃时即开始产生较显著的分解产...     

基于激光吸收谱的SF_6电气设备故障概率参数模型

电气设备安全是坚强智能电网稳定运行的基础之一。得益于SF_6气体优异的绝缘特性、SF_6电气设备在电力系统中得到广泛应用。SF_6气体成分检测技术的发展,为电力系统中GIS设备安全状态检测提供了重要方法。但是,SF_6气体成分检测结果与设备故障评价模型及其参数指标还有待深入研究。提出了一种基于参数估计的SF_6电气设备故障概率模型,充分利用高准确度的SF_6气体成分检测结果,根据开断电弧、局部放电和异常发热等情况下的SF_6分解产物的统计分析结果,运用矩估计算法得到设备故障概率函数的参数,以此建立SF_6电气设备的故障概率模型,为运行设备状态评价提供了有效依据。     

微量水分对SF6局部过热分解特征组分生成的作用机制

SF_6气体绝缘设备在运行过程中,其内部不可避免地会存在接触不良、磁饱和、磁短路等缺陷,或出现过载故障,可能导致SF_6气体绝缘设备出现局部过热性故障(POF)。在POF作用下,SF_6分解特性与设备中微量的H_2O含量关系极为密切。本文依据微量H_2O对各分解特征组分的生成影响机制,进一步研究了微量H_2O与表征POF故障属性的特征量之间的内在联系。结果表明:微量H_2O对各分解产物特征的生成量有不同程度的影响,但微量H_2O与生成各特征组分的中间产物作用的速率具有明显差异,导致了不同分解特征组分生成量与微量H_2O含量的内在关系区别显著。     

一种SF6替代气体—氟碳气体的故障分解气体产生规律及基于分解物气体的故障判据研究

氟碳气体(c-C_4F_8)温室效应小,耐电强度高,是一种潜在的SF_6替代气体。使用氟碳气体作为绝缘介质的气体绝缘开关,将成为新一代的环境友好的设备。分解气体分析法通过检测故障产生的气体组分诊断设备故障,是检测电力设备故障的重要方法,某些应用场合具有不可替代的作用,但该方法对于不同的绝缘介质需检测的气体组分不同,故障判据也大不相同。该文通过模拟实验研究了氟碳气体介质在几种常见故障条件下分解生成物产生规律,并初步建立基于分解气体的故障判据;结果显示过热故障主要产生C_2F_4和C_3F_6气体,同时过热温区不同,C_2F_4/C_3F_6比值不同;而放电性故障产生CF_4、C_2F_6、C_2F_4、C_3F_8及C_3F_6,存在明显差别;同时局部放电、火花放电、电弧放电故障下,C_2F_4/CF_4,C_2F_4/C_2F_6及C_3F_6/C_3F_8比值存在明显差别,基于此,提出"动态三比值法"即通过比值变化趋势识别三类放电故障,为监测c-C_4F_8绝缘设备故障提供一种思路。     

一起220 kV GIS母线支柱绝缘子故障定位与分析

针对一起220 kV母线支柱绝缘子内部放电击穿故障,进行了定位和故障原因分析。通过分析SF_6气体分解产物,确定了故障气室;通过绝缘子电气、机械、片析等试验分析,判断本次绝缘子运行中放电故障原因为绝缘子在运输或装配过程中产生应力集中缺陷,在长时间运行电压作用下微弱局部放电逐步累积使绝缘子缺陷扩大,最终导致放电击穿。对GIS设备运维检修工作提出建议,以避免此类事故再次发生。     

SF6气体绝缘开关设备典型绝缘缺陷的局部放电发展规律及诊断方法研究

我国110 kV及以上电压等级的输电网中大量采用SF_6气体绝缘开关设备(Gas Insulation Switchgear—GIS),特别是GIS设备在电网中的的应用越来越广泛。随着电压等级和系统容量的提高,电网中GIS设备内部绝缘故障概率趋于上升,设备缺陷检测及其状态判断是亟待解决的关键问题之一。针对此问题,本文主研究了应用特高频与超声波局部放电方法检测SF_6气体绝缘开关设备典型缺陷的相关技术,通过大量实验缺陷检测数据总结典型缺陷的发展机理及其不同发展阶段的信号特征,重点论述了GIS局部放电的检测方法,并对GIS的典型缺陷放电及其发展过程进行了试验检测与发展规律研究,给出了基于特高频和超声波检测法的检测特征谱图发展规律及诊断方法,最后引用一个GIS局部放电的典型案例进行了分析论证。     

低环温下特高压GIS设备SF6气体状态管理系统研究

特高压GIS设备中大量采用纯净SF_6气体作为绝缘和灭弧介质。SF_6气体的温度、湿度、纯度及其分解产物是影响特高压GIS设备可靠性重要因素之一。随着特高压工程大规模建设,出现极低温站址,此环境下SF_6气体易液化和出现高概率内部放电故障,严重影响特高压电网安全稳定运行。为提高低环温下特高压GIS设备运行可靠性,文中基于不同媒介热平衡理论和一定工况下气体状态方程,并采用红外温度采集、微量气体微积分分析及电化学检测技术设计一种新型SF_6气体状态管理系统。同时介绍了系统功能、硬件结构和软件控制流程。通过现场应用,数据检测可靠、系统运行稳定,应用结果表明该新型SF_6气体状态管理系统可确保低环温下特高压GIS设备安全稳定运行。