基于声发射的GIS气体泄漏检测研究

介绍了SF_6气体在GIS设备泄漏的危害和传统的检测SF_6气体泄漏的方法,并分析了其中的不足。利用GIS设备气体泄漏时能够发声的特点,本文使用声发射技术对GIS设备进行了相应的实验,包括对检验合格GIS设备的检测、模拟GIS设备漏气时的检测和当检测设备集音装置方向相反时对设备的检测,并得到了相应的实验数据,通过对实验数据的分析比较了近距离探头和远距离探头的优缺点,确定了利用声发射技术检测GIS设备的可行性,并且指出检测过程中应保持集音装置方向一致性。     

基于BP神经网络的SF6在线监测装置压力预测方法研究

GIS设备SF_6密度监测容易受环境因素影响产生一定的波动,对设备运行状态判定造成干扰,因此提出一种基于BP神经网络的SF_6压力预测方法,通过分析环境温度及其变化情况、相对湿度、风速、天气类型和导体电流等内外部因素对SF_6压力变化的影响,建立BP神经网络预测模型,对SF_6在线监测装置的压力值进行预测,为监测设备正常运行提供数据参考,并给出了分析GIS设备压力降低原因的判别策略。选取某特高压变电站GIS设备的典型SF_6在线监测装置气体压力和对应的自然环境及导体电流数据进行MATLAB仿真,结果表明,SF_6压力预测结果准确度可达98.5%以上,验证了该方法的可行性。     

基于红外的GIS内部导体温度检测技术研究

为预防气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)触头过热缺陷,解决传统测温技术无法实现GIS设备内部触头温度准确检测的难题,提高GIS设备内部触头温度的测量精度,提出一种基于红外热成像GIS内部导体温度检测技术。通过不同光程和气压条件下SF_6吸收率试验,对影响红外测温精度的光程和SF_6气体压力进行分析,得到光程、气体压力与温度修正值的关系,并计算得到温度补偿算法;将该温度补偿算法应用在红外测温装置中,能够根据被测物的光程和SF_6气体压力准确测得GIS内部导体实际温度。最终的试验结果显示,该红外测温仪在加入补偿算法后能够较准确地测量出GIS设备气室内触头的实际温度。     

基于气体流向的SF6充气装置的研制及应用

为解决以往变电站内GIS设备充气时,变电运行人员无法判断SF_6气体流向问题,研制了一套基于气体流向的SF_6充气装置。该装置在对GIS设备充气时,能显示管道内SF_6气体的流向并反映其具体流量,有效解决了SF_6气体充气时气体流向与流量的测定问题,降低了设备充气带来的设备及人身安全风险,提高了变电运行人员的工作效率。     

SF_6气体检测设备性能评估技术应用研究

分解物检测法广泛应用于SF_6断路器、气体绝缘全封闭组合电器(GIS)等电气设备的状态评估和故障诊断中。目前对于SF_6分解物检测仪器的校准检定尚缺乏相应的手段和设备。针对SF_6分解产物测试仪校验技术的应用展开研究,建立了一套SF_6气体检测设备性能评估系统,利用已知配比的标准气体对分解产物测试仪进行校验。采用该方法开展了东北地区SF_6分解产物测试仪的全性能自动化检测与评估,并针对检测仪的不足提出相应的整改建议。     

GIS设备SF_6气体泄漏处理的分析及探讨

针对GIS设备常见的SF_6气体泄漏问题,分析GIS设备漏气原因,介绍SF_6气体泄漏的检测及处理方式,并结合实例加以阐述,为SF_6设备漏气缺陷管理提供参考。     

GIS设备中SF_6气体泄漏检测分析

分析了气体绝缘全封闭组合电器(GIS)中SF_6气体泄漏原因及危害,并介绍了当前主流的SF_6气体泄漏检测方法及其原理。通过一起某变电站盆式绝缘子开裂案例进行分析,针对GIS设备当前存在的漏气问题提出了预防性措施。     

SF6/N2混合气体在电弧作用下分解产物试验研究

SF_6/N_2混合气体具有良好的绝缘性能和一定的开合电流能力并且可以降低对局部电场畸变的敏感程度、解决SF_6气体的液化问题,可以大大减少SF_6气体的使用量和排放量,减小对环境的温室效应影响,对加强节能减排和实现低碳发展具有重要意义。近年来,国家电网公司为响应国家节能减排号召,组织开展了SF_6/N_2混合气体用于GIS母线、隔离和接地开关的工作,研究确定了SF_6/N_2混合气体GIS母线、隔离和接地开关采用统一的30%混合比(SF_6:N_2=30%:70%),多个厂家的产品通过了型式试验和新产品技术鉴定,并在变电站开展了工程试用。为了研究基于气体分解物检测的GIS设备运维方法,文中基于一台密封间隙模拟GIS设备故障电弧,开展SF_6/N_2混合气体在电弧作用下分解产物试验,研究分解产物的特征组分及其变化趋势。并与SF_6气体在相同条件下分解产物比较分析,提出SF_6/N_2混合气体GIS设备运维与SF_6设备的差异。对SF_6/N_2混合气体GIS隔离和接地开关在开合电流型式试验后的分解产物进行了检测分析,以此判断GIS隔离和接地开关在正常开合电流过程产生的分解产物情况。     

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。     

六氟化硫气体泄漏带电检测关键点分析及应用

SF_6气体泄漏会影响高压电气设备的绝缘强度,严重时会造成设备处于闭锁状态,甚至酿成安全事故,所以SF_6气体泄漏检测工作非常重要。早期的检漏方法是在设备停电状态下进行,文中利用SF_6气体对特定红外波长的光吸收特性,在带电状态下进行检测,保证了设备的可靠运行,该技术适用于GIS设备、以六氟化硫为绝缘介质的断路器和互感器等高压电气设备上SF_6气体泄漏点的查找。本文对该技术的关键点进行了深入分析,已成功应用于变电站的现场实测。     

一种联合检测方法在SF_6微量泄漏检测中的应用

针对某110kV变电站气体绝缘金属封闭开关(Gas Insulated Switchgear,GIS)设备SF_6气体微量泄漏问题,对现有检漏方法进行深入分析,提出了一种基于包扎法、SF_6检漏定性仪、红外检漏仪的联合检测方法。应用结果表明:该方法能省时、有效地完成GIS设备SF_6气体轻微漏气的检测,并能准确定位漏气点。     

基于泄漏扩散数值模拟的GIS室内SF6检测与回收策略

SF_6因其优异的性能而广泛应用于电力工业,但SF_6气体泄漏故障时有发生,威胁着大气环境、电气设备及运维人员人身安全。文中以某GIS室内盆式绝缘子开裂导致的气体泄漏事故为例,基于计算流体力学模型,开展真型尺寸GIS室SF_6泄漏气体分布规律研究,掌握了GIS室内站SF_6泄漏扩散分布规律。研究发现:SF_6由开始外泄到均匀分布,会经历喷射、重力扩展、空气卷吸及被动扩散等4个阶段。进一步提出了SF_6泄漏气体的回收策略,在0.3 m水平面合理布置SF_6检测装置,能在10 s内快速高效检测到外泄气体;30 s内应将气体回收装置投入到气体泄漏区域开展工作,SF_6回收装置应重点布置在GIS的四个角落,GIS室中部区域也应合理增设回收装置。     

SF_6气体分解物组份检测法在GIS局部放电故障诊断中的应用

绝缘降低是GIS气体绝缘组合电器设备故障的主要原因,对GIS进行局部放电在线检测可有效掌握设备绝缘状况。本文分析SF_6气体分解物组份检测方法的原理,并搭建实验平台模拟几种典型绝缘故障,得出相应的检测频谱图。通过对检测频谱图分析,总结出该方法在GIS故障类型识别方面的特点,为后续GIS局部放电引起故障类型的研究提供参考。     

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。     

SF_6设备检测用小型尾气回收装置研制及应用

现场预防性试验和检查性试验中,SF_6设备检测尾气总量较大,进行尾气回收但不影响仪器检测的准确性是个难题。根据差压传感器测量大气与缓存气室压差,通过微控制单元控制缓存气室保持在限值压力范围。尾气回收装置控制部分以DSP核心控制芯片为核心,下位机控制板通过DSP程序进行装置的控制,人机交互界面设计美观实用,且对压力传感器进行了校准,线性度良好。保证在回收SF_6检测尾气的同时,不影响SF_6气体检测数据的准确性,且容量大,可多次回收检测用尾气,该装置可在现场与多种SF_6气体检测仪器配套使用,包含SF_6气体分解物检测仪、SF_6纯度检测仪和SF_6露点检测仪(SF_6湿度检测仪)。现场应用验证了该装置的可靠性,环保效益突出。     

高压SF_6气体绝缘组合电器放电故障模式智能识别

变电站各类运行事故中气体绝缘组合电器(gas insulated switch-gear, GIS)故障占较大比重,亟需提高GIS绝缘缺陷故障类型诊断的成功率。为此,研制了高压SF_6气体绝缘组合电器缺陷模拟装置,该装置由SF_6气室、固体绝缘件、缺陷模拟装置、观察与测量装置4部分构成,其中缺陷装置可有效模拟自由金属颗粒放电、尖端放电、悬浮放电和气隙放电这4种典型绝缘缺陷;进一步提出了一种联合模糊迭代自组织数据分析算法(iterative selforganizing data analysis techniques algorithm, ISODATA)和蚁群算法的人工智能分类方法,并通过粒子群算法对以上算法进行结构参数优化。针对高压SF_6气体绝缘组合电器现场应用的结果表明:提出的缺陷类型诊断方法可依据SF_6典型微量分解气体种类及含量对故障模式进行智能判定,且研制的缺陷模拟装置硬件平台可有效采集原始分类数据形成缺陷样本数据库;提出的人工智能分类算法易于编程实现,可用于实际工程中绝缘缺陷类型诊断与评估,绝缘缺陷故障类型诊断成功率为93.3%。研究结果有助于检测SF_6绝缘设备的早期潜伏故障,对于高压SF_6气体绝缘组合电器故障诊断及其模式识别具有一定的理论指导价值。     

SF6气体在线监控系统

常温下,SF_6气体无色无味、不燃,化学性能稳定,在断路器或GIS操作过程中,由于电弧、电晕、火花放电及高温等因素影响下SF_6会分解,当气体泄漏后,它的分解物遇到水分后会分解生成对人体有害的有毒性气体。因此必须对装有SF_6设备的空间进行有效的监控,预防事故的发生。《电业安全工作规程》(发电厂和变电所电气部分)也特别规定:装有SF_6设备装置室和气体实验室必须保证SF_6气体浓度小于1000×10~(-6)V/V,除须装有强力通风装置外还必须安装能报警的氧量仪和SF_6气体泄漏报     

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。     

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。     

SF_6设备多功能全自动充补气装置的研制与应用

针对SF_6气体补气作业流程复杂且作业精细难度大的问题,提出研制SF_6设备多功能全自动充补气装置,分析SF_6设备概况及充气作业中存在的具体问题,介绍该装置的结构设计方案和功能要求,通过应用数据说明该装置在现场工作中提高了充气精度,改善了工艺水平。