掺杂硫化钼对油中特征气体C_2H_2的吸附性能

乙炔(C_2H_2)是油浸式变压器故障的重要故障特征气体,其组分浓度和产气速率可有效反映电力变压器油纸绝缘性能。为实现油中C_2H_2特征气体的快速、准确、有效检测,提出一种基于金属掺杂硫化钼(MoS_2)基半导体气体传感器的油中C_2H_2特征气体检测方法。基于第一性原理计算了本征及贵金属(Au和Ag)掺杂MoS_2材料对油中特征气体C_2H_2的吸附特性。计算并比较了吸附能、电荷转移量、电子态密度等吸附特性,结果表明掺杂MoS_2对C_2H_2的吸附为化学吸附,而本征MoS_2则显示出物理吸附特性,强度为Au掺杂MoS_2Ag掺杂MoS_2本征MoS_2。理论计算所得吸附特性结果,有利于完善MoS_2材料的气敏机理,为基于MoS_2传感器的油中故障特征气体检测奠定了基础。     

气相色谱仪转化炉的强迫降温

1 问题的提出 目前国内电力系统普遍采用气相色谱仪来分析绝缘中所溶解气体的含量。通常用CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2、H_2、CO、CO_2等几种特征气体来表征充油电气设备故障。 其中CO、CO_2两种气体都需采用转化炉使其转化成甲烷后,再用氢焰离子检测器     

基于故障特征气体与C_2H_2/C_2H_4比值分类的反馈型神经网络电力变压器故障诊断

分析了五种特征气体及C2H2/C2H4的比值与变压器故障类型之间的关系,将变压器故障进行分类。依据C2H2/C2H4的比值将故障分为两类,第一类包含低温过热、中温过热、高温过热和局部放电,第二类包含低能放电、高能放电两类,并将C2H2/C2H4的比值过高的诊断为高能放电。再依据氢气对五种特征气体的百分比,从第一类中区分出局部放电。最后用反馈型神经网络中的Elman网络确定具体故障类型。     

简化三维比值(C_2H_2/C_2H_4,CH_4/H_2,C_2H_4/C_2H_6)图的应用

用分析变压器油中气体方法检测变压器潜伏性故障的有效性,愈来愈被实践所证实。国内外曾提出过多种判断故障性质的方法。部颁《变压器油中溶解气体分析和判断导则》(SD187—86)中,推荐用三比值法     

温度对C_4F_7N/CO_2混合气体工频放电场强的影响规律

C_4F_7N/CO_2混合气体有潜力替代SF_6气体应用于气体绝缘全封闭组合电器(GIS)或环保气体绝缘管道(GIL)等电气设备中作为绝缘电介质,掌握其绝缘性能是进行电气设备绝缘设计的基础。电气设备在实际运行中会遇到不同的环境温度,有必要研究温度变化时C_4F_7N/CO_2混合气体的绝缘性能。常温下C_4F_7N/CO_2混合气体的绝缘性能已有较多研究,但鲜见不同温度下的研究。该文研究了-35～20℃温度范围内,温度对C_4F_7N/CO_2混合气体的工频放电场强的影响规律,建立C_4F_7N/CO_2混合气体的放电场强随温度变化的计算模型。为验证计算模型,开展不同温度下的工频放电试验,采用球板电极下的放电试验得到初始充气压力0.7MPa和0.6MPa下,混合比例9%C_4F_7N/91%CO_2混合气体在不同温度下的工频放电电压,得到0.7MPa下混合比例为9%C_4F_7N/91%CO_2混合气体的液化温度约为-19℃,0.6MPa下的液化温度约为-23℃,试验结果验证了计算模型的有效性。同时发现C_4F_7N/CO_2混合气体在发生液化后,其工频放电场强随温度降低而显著降低。利用该文的计算模型研究0.6MPa和0.7MPa下不同混合比例的C_4F_7N/CO_2混合气体的工频放电场强随温度的变化,获得了不同混合比例不同温度下C_4F_7N/CO_2混合气体的工频放电场强。     

大型油浸式电力变压器C_2H_2含量的探讨

本文结合某电厂变压器油中C_2H_2含量不同及变化的若干案例,对大型油浸式电力变压器乙炔含量做些探讨,阐述了油中溶解气体色谱分析(DGA)的应用问题并探讨其优化,对真空滤油这一处理措施提出若干建议。     

220kV变压器内部含有微量C_2H_2的故障诊断分析

针对一起220kV变压器内部含有微量C_2H_2的故障,充分利用溶解气体分析法进行分析,并结合吊罩检查情况对故障点进行查找和确认。     

C_4F_7N/CO_2和C_4F_7N/N_2混合气体热力学物性参数计算

环保型绝缘介质C_4F_7N及其混合气体的热力学物性参数的研究对了解其使用范围及应用前景具有参考价值。因此,采用Riedel蒸气压方程和Raoult定律计算了不同混合配比下C_4F_7N/CO_2和C_4F_7N/N_2混合气体的饱和蒸气压;基于P-R状态方程计算了C_4F_7N/CO_2和C_4F_7N/N_2的压缩因子和密度,根据分子结构特征,采用Joback基团贡献法和Thodos法计算分析了两种混合气体的定压比热容和粘度。计算结果表明:若要气体绝缘开关设备和气体绝缘输电管道在0.5MPa下运行时绝缘介质的液化温度≤253K,混合气体中C_4F_7N摩尔分数分别应≤8%和≤10%,该摩尔分数下混合气体各自的全球变暖潜能值分别约为SF_6的2.45%和3.83%,温室效应较小。上述条件下,两种混合气体均趋于理想气体状态,压缩因子接近于1,两种混合气体中的C_4F_7N含量虽少,但对其混合气体的定压比热容贡献较大,而对粘度贡献不大。所得结果可为C_4F_7N/CO_2和C_4F_7N/N_2两种环保混合气体熄弧特性及其在GIS和GIL中的应用研究提供基础数据。     

C_4F_7N/N_2混合气体的分解机理研究

近年来,C_4F_7N(2,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-丙腈)凭借优良的绝缘和环保性能得到了替代气体研究领域的广泛关注。目前针对C_4F_7N混合气体分解特性的研究较少,为明确其分解特性,文中基于ReaxFF分子动力学方法和量子化学DFT理论对C_4F_7N/N_2混合气体的分解机理进行了研究,同时利用气体绝缘性能测试平台配合气相色谱质谱联用仪对C_4F_7N/N_2混合气体多次工频击穿后的放电分解产物进行了检测。研究发现C_4F_7N/N_2混合气体的主要分解产物有CF_4、C_2F_6、C_3F_8、CF_3CN、C_2F_4、C_3F_6和C_2F_5CN,其中C_2F_6、CF_4及CF_3CN的相对含量较高;ReaxFF-MD分子动力学模拟显示CF_3,CN,F和C3F7是C_4F_7N分解形成的4种最为重要的自由基碎片。该研究成果深入揭示了C_4F_7N/N_2混合气体的分解机理,为混合气体的工程应用提供了重要参考。     

基于油中特征气体判断有载分接开关内漏方法的探讨

对有载分接开关内漏故障及现有分析判断方法进行介绍,提出了一种基于油中溶解气体含量判断有载分接开关内漏故障的方法。该方法首先对变压器本体和有载分接开关油中溶解气体含量进行色谱分析,然后选取H_2、CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2五种特征气体含量作为样本特征计算变压器本体与有载分接开关油中特征气体含量的相关系数。相关系数r≥0.9,即认为有载分接开关可能有内漏,相关系数r越接近于1,有载分接开关内漏的可能性越大。     

基于ReaxFF场的矿物绝缘油热解分子动力学模拟

热故障是影响充油设备安全运行的重要因素,基于Reax FF力场的分子动力学模拟方法建立了含有30个分子的矿物绝缘油仿真模型,深入研究了不同温度下矿物绝缘油的动态热解过程和产气规律。通过Reactive-MD-analysis识别模块对矿物绝缘油热解产物的识别和统计,结合仿真的动态图像分析了矿物油的微观反应过程,得出矿物油热解的主要反应路径以及小分子气体的生成路径。同时重点分析了温度对热解微观过程的影响,结果表明：中温下大分子烃自由基的β–C断裂造成C_2H_4气体的大量产生;高温下C_3H_8、C_2H_6和C_2H_4的继续分解造成C_2H_6和C_2H_4气体的相继减少以及H_2、CH_4和C_2H_2气体的不断增多。通过与热重实验结果的对比,验证了仿真结果的合理性,说明ReaxFF反应动力学模拟为从分子上研究矿物绝缘油的热解提供了一种有效的途径。     

C_4F_7N/CO_2混合气体对局部不均匀电场的敏感特性

电亲和性气体的放电电压对不均匀电场分布较敏感,高压电气设备电极表面存在的表面粗糙度效应会凸显,从而降低气体绝缘性能。C_4F_7N/CO_2混合气体是一种有潜力的SF_6替代气体,有必要研究C_4F_7N/CO_2对不均匀电场分布的敏感特性。该文从理论上分析电极表面粗糙引起的局部电场畸变,计算电场畸变程度对C_4F_7N/CO_2绝缘性能的影响,提出采用优异值来评估C_4F_7N/CO_2混合气体对不均匀电场的耐受能力。与SF_6气体对比,发现C_4F_7N/CO_2的优异值随C4F7N含量的降低而增大;当C4F7N体积分数低于20%时,C_4F_7N/CO_2混合气体的优异值比SF_6气体的优异值大。为验证计算结果,制作粗糙电极放电模型进行C_4F_7N/CO_2混合气体和SF_6气体的放电试验,获得了C_4F_7N/CO_2混合气体和SF_6气体的优异值,与计算结果接近。若采用C_4F_7N/CO_2混合气体的设备具有与采用SF_6气体相同的绝缘性能时,分析表明当C4F7N体积分数为4%～20%范围时,SF_6气体绝缘设备中电极表面粗糙度控制值6.3μm的标准适用于C_4F_7N/CO_2混合气体设备。     

新变压器投运前C_2H_2超标的原因分析与处理

在基建阶段经常出现变压器投运前油色谱分析C_2H_2含量超出《导则》规定的注意值,不能按时投运,造成不必要的经济损失,因此,在基建工作中,安装单位、监理、业主的专业人员都应该严格执行监督导则规定,以便出现问题时能及时查找到原因。     

环保绝缘介质C_4F_7N/CO_2/O_2混合气体的放电分解特性

近年来,环保绝缘介质C_4F_7N/CO_2混合气体凭借优良的绝缘性能得到了广泛关注。为避免C_4F_7N/CO_2混合气体在高能放电后出现碳析出,需要加入O_2作为第二种缓冲气体。然而目前鲜有针对C_4F_7N/CO_2/O_2混合气体放电分解特性的相关报道。该文通过一系列工频击穿放电实验,利用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对含不同体积分数O_2的C_4F_7N/CO_2/O_2混合气体的放电分解特性进行了分析。研究发现,C_4F_7N/CO_2/O_2混合气体多次击穿后分解的主要产物有CF_4、C_2F_6、C_3F_8、CF_3CN、C2F5CN、C_3F_6、CO、COF_2、C_2N_2等,其中CF_4、CO、C_2F_6的生成量相对较高。当O_2的体积分数从0%增加到2%时,上述分解产物的生成量均出现了一定程度的下降;随着O_2的体积分数进一步升高,主要分解产物中CF_4、CO的生成量会持续下降,相反COF_2的生成量会增加,而其他分解产物的含量变化趋势不是很明显。     

绝缘油溶解气体气相色谱一次进样分析的试研

1一次进样分析的意义绝缘油溶解气体分析是充油气设备潜伏性故障的重要检测手段.传统的仪器流程为二次进样,第一次进样检测H_2、O_2、CH_4、C_2H_6、C_2H_4和C_2H_2,第二次进样检测CO和CO_2,这样仪器流程有几个缺点:分析过程中人为因素多、误差大、重现性差;因为需二次进样,两次所测组分间的关联性较差;自动化程度低,不易实现全自动分析.一次进样分析系统,就可以将油中气体的所有组分一次分析出来,减少了人为误差,缩短了分析时间,并可以实现全自动化,将误差降至最小.     

C_4F_7N/CO_2、C_5F_(10)O/C_6F_(12)O/Air的环保绝缘气体特性研究及应用

研究环保绝缘气体具有深远的社会意义。C_4F_7N、C_5F_(10)O混合气体是最有希望替代高温室效应SF_6的环保绝缘气体。对C_4F_7N/CO_2、C_5F_(10)O/C_6F_(12)O/Air混合气体的GWP值、液化性能和绝缘性能进行了详细研究。C_4F_7N/CO_2(总压7 bar,C_4F_7N分压0.466 bar)的GWP值503,是SF_6的2.13%;C_5F_(10)O/C_6F_(12)O/Air(总压8 bar,C_5F_(10)O分压0.285 bar,C_6F_(12)O分压0.100 bar)的GWP值0.33,是SF_6的0.001%。C_4F_7N、C_5F_(10)O气体沸点较高,C_4F_7N气体在-25℃环境,其饱和蒸气压为0.466 bar;C_5F_(10)O气体在-5℃环境,其饱和蒸气压为0.285 bar。C_4F_7N/CO_2、C_5F_(10)O/Air混合气体属于正协同效应气体,具有冲击特性,对负极性冲击电压更为敏感。420 k V GIS用母线在雷电冲击耐受电压1 425 kV下,最大电场强度为20.4 kV/mm;可以选择C_4F_7N/CO_2(C_4F_7N分压0.466 bar,最低功能充气总压7 bar)作为绝缘介质,满足户外GIS-25℃的低温环境要求;也可以选择C_5F_(10)O/C_6F_(12)O/Air(C_5F_(10)O分压0.285 bar,C_6F_(12)O分压0.100 bar,最低功能充气总压8 bar)混合气体作为绝缘介质,满足户内GIS-5℃的低温环境要求。研究结果为进一步研发环保型GIS提供参考。     

不同放电能量下酯类绝缘油的产气差异性分析EI北大核心CSCD

酯类绝缘油作为一种环境友好型绝缘液,在电力变压器中的应用越来越广泛。但不同酯类绝缘油的理化、电气特性具有显著的差异,在相同故障下其产气规律也有一定的区别。该文以天然酯、改性酯以及合成酯为研究对象,研究其在不同放电能量下的产气规律与产气差异,并将特征气体含量与放电能量进行关联性分析。结果表明,不同酯类绝缘油的产气规律具有一定差异,天然酯绝缘油易产生更多的H_(2)和C_(2)H_(6),改性酯和合成酯绝缘油易产生较多的C_(2)H_(4)和C_(2)H_(2),绝缘油的分子结构和特征气体的溶解特性差异是影响油中溶解气体的主要原因;随着放电能量的增加,H_(2)、CH_(4)和C_(2)H_(6)占比呈现下降趋势,C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)以及CO占比呈现上升趋势;通过特征气体的单位焦耳产气量、C_(2)H_(2)/H_(2)比值以及CO含量可以定性判断放电故障的严重程度。结果可为酯类绝缘油变压器的状态诊断提供参考。     

变压器油中溶解气体色谱在线分析

利用气相色谱分析方法进行变压器在线监测,是采集变压器油中溶解气体组分和浓度的变化来判断变压器内部的缺陷及故障的存在和发展。 在线分析装置采用一根色谱柱分析H_2、CO、CH_4、CO_2、C_2H_4、C_2H_6、C_2H_2、C_3H_6、C_3H_8等气体组分,以变压器油作标定传递,同时可监测多台变压器。分析数据经网卡送到上位机和管理中心并接受上位机的命令进行控制。该装置由变电站值班人员进行操作,交接班时可查看浓度曲线趋势图,根据产气速率随时修改投入时间和周期;上位机的数据库供管理中心调用。     

天然酯绝缘油在油纸界面放电故障条件下的分解产气特性研究

选取菜籽基天然酯绝缘油与矿物绝缘油及两种绝缘油的油浸纸板为研究对象,开展纯油击穿与油纸沿面闪络两种类型的放电故障试验,通过油中溶解气体分析方法研究故障后两种绝缘油产生的油中溶解气体类型与含量,并对比分析两种绝缘油产气特性差异及油纸界面对产气特性的影响。结果表明:在击穿类型放电故障条件下,两种绝缘油产生的溶解故障特征气体类型相同,均为CH_4、C_2H4_、C_2H_6、C_2H_2、H_2、CO、CO_2;相同故障条件下,天然酯绝缘油相较于矿物绝缘油会产生更多的CO;当放电故障发生在油纸界面处时,两种绝缘油中的故障产气量增多,且CO的含量占比上升。     

关于特征气体法判断充油电气设备故障的讨论

阐述了利用气相色谱分析方法判断变压器充油电气设备内部存在的潜伏性故障,分析了特征气体法判断充油电气设备内部故障的类型,以及判断原理和方法,并举例阐述了特征气体法判断充油设备内部故障。