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。     

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。     

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。     

基于第一性原理的SnO2(101)表面对SF6分解气体气敏性能研究

通过检测SF_6典型分解气体可以诊断出SF_6气体绝缘设备早期绝缘故障。二氧化锡(SnO_2)是应用广泛的气敏材料,文中采用第一性原理计算并分析了SF_6分解气体在SnO_2(101)表面的吸附情况,研究SnO_2(101)表面对SF_6分解气体的气敏性能。通过理论计算,获得了H_2S、SF_6、SO_2、SOF_2和SO_2F_2气体分子在SnO_2(101)表面吸附的吸附能、吸附构型、电荷转移、差分电荷密度、态密度、势能图与功函数等表征吸附特性的参量。分析计算结果发现,SnO_2(101)对H_2S和SO_2有很好的选择性和敏感性,有望成为检测SF_6分解气体的传感器材料。     

气体变电站故障泄漏预警回收技术研究与应用

文中详细介绍了一种应对SF_6电器突发泄漏故障的预警回收技术,该技术可以解决SF_6变电站发生大量气体泄漏时,混入空气中的微量SF_6的快速回收的难题。该技术包括气体泄漏监测、SF_6气体分解物处理,空气中水分、粉尘处理,以及SF_6/Air分离回收技术。文中就地下变电站的实际情况给出了详细地解决方案和控制流程,为以后各种地下变电站故障后气体泄漏处理提供参考。     

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。     

基于标准气体的多参量SF_6检测仪器校验技术研究

为解决目前SF_6检测仪器校验所需标准物质多、工作量大且效率低的问题,研究一种基于标准气体的多参量SF_6检测仪器校验技术。同时考虑提高校验装置集成自动化水平,设计开发了一套一体化智能校验平台,以计算机控制为核心,控制多组分动态配气装置配制校验用标准气体,对SF_6气体分解产物分析仪、纯度仪、检漏仪进行校验;控制湿度发生装置配制一定湿度的恒湿气体,对SF_6气体微水仪进行校验;控制空气质量监测系统实时监测实验室环境,一旦有气体泄漏及时声光报警并启动风机,保障试验环境安全。开发的校验平台能够开展多参量SF_6气体检测仪器校验工作,检验效率高,可保证被校验仪器的测量准确性和可靠性。     

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。     

基于流体计算力学模拟技术研究氦示踪气体分子在六氟化硫绝缘气体中的扩散情况

六氟化硫(SF_6)气体泄漏是气体绝缘设备安全运行的重大隐患,氦质朴检漏法应用于SF_6气体泄漏领域具有巨大前景。由于实际要求和相关标准的规定,SF_6气体绝缘设备中允许加入的氦气量极少。采用流体计算力学模拟技术对不同绝对压力条件下极少量氦气在SF_6绝缘设备内部扩散情况进行模拟分析,结果表明,在分子热运动下氦气不会在气体绝缘设备内产生聚集现象,能够均匀地扩散到整个设备空间内。而且,在绝对压力为0.4 Mpa和0.5 Mpa的条件下,氦气在设备内部扩散均匀分别只需要600 s和500 s。     

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。     

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。     

SF_6红外检漏技术及其在安徽电网中的应用

SF_6气体是一种具有良好灭弧和绝缘性能的惰性气体,在电网电气设备绝缘方面得到广泛应用。红外成像技术检测SF_6气体泄漏,具有非接触、高灵敏度等优点,能准确、迅速对SF_6气体绝缘电气设备的密封能力和状况进行检测,确定泄漏源头,即时掌握SF_6气体绝缘设备的健康状况,降低检修盲目性,保证设备的安全稳定运行;红外检漏技术在安徽电网使用以来,效果显著。     

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。     

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。     

一起1000kV GIS设备六氟化硫气体泄漏分析与处理

1000kV GIS设备发生气体泄漏严重影响电网的正常运行。介绍了GIS设备常见的泄漏部位及泄漏原因,分析了各种检漏技术的优缺点。以一起1000kV GIS设备六氟化硫(SF_6)气体泄漏缺陷的处理为例,阐述了利用多种手段进行SF_6气体检漏的经过并进行处理的措施,指出进行检漏时,应采用多种方法进行联合检漏,不轻易排除任何重点部位,具有较强的参考价值。     

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、     

基于分解组分分析的SF_6设备绝缘故障诊断方法与技术的研究现状

随着全封闭式组合电器(GIS)设备在各电压等级中日益广泛应用,一旦发生绝缘故障将严重危及电力系统的安全运行,对GIS设备进行绝缘状态监测与故障诊断是降低其故障率和运维费用的有效手段之一。针对目前国内外研究热点,基于分解组分分析(DCA)的SF_6设备绝缘故障诊断方法与技术进行综述,以推动该领域的理论与技术进步。首先,在分析国内外气体绝缘装备故障统计的基础上,介绍常见的绝缘故障及其诱因;其次从引发SF_6气体分解过程及机制出发,分析基于SF_6分解组分的故障诊断原理,重点评述SF_6故障分解特征产物,并对以分解组分比值为特征量的故障诊断研究进展情况进行小结;最后结合当前研究现状和尚需解决的难点问题,指出基于分解组分分析的SF_6设备绝缘故障诊断方法与技术的研究要点及发展趋势。     

SF_6混合绝缘气体电气设备中气体泄漏检测技术研究

《京都议定书》将SF_6气体列为限制排放的6种温室效应之一。为减少SF_6气体的使用量,采用SF_6/N_2和SF_6/CF_4混合绝缘气体作为SF_6替代气体是现实可行的,国内外已在部分设备中投入使用。目前,国内外关于SF_6混合绝缘气体电气设备泄漏检测技术的研究较少,现有SF_6检测技术能否直接应用于混合绝缘气体的检测是目前亟须解决的问题。文中以SF_6/N_2和SF_6/CF_4两种混合绝缘气体为试验对象,模拟不同混合比的混合绝缘气体在不同距离和风力等条件下的泄漏情况,利用红外成像仪等仪器进行检测,得出了仪器的检出限值,并提出检测的的最佳条件,证明SF_6泄漏检测技术可以应用于混合绝缘气体的现场检测,对于SF_6混合绝缘气体泄漏现场检测具有一定的指导意义。