[發明專利]一種GIS設備放電故障化學診斷方法

在審

• 申請號: 201710703758.5
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107703215A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 何毅帆;邵先軍;王紹安;李延偉;許金剛
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;杭州意能電力技術有限公司
• 主分類號: G01N30/00
• 分類號: G01N30/00;G01R31/12;G01R31/08
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙)33206
• 代理人: 張建青

技術領域

本發明涉及GIS設備故障診斷領域，具體地說是一種基于六氟化硫氣體分解產物檢測的GIS設備放電故障定性定位診斷方法。

背景技術

GIS設備在運行過程中可能因為各種原因內部發生放電，因此判斷設備放電的類型以及放電位置以監視GIS設備運行狀態就顯得尤為重要；其中基于六氟化硫氣體分解產物的化學診斷方法，由于其具有高速、非破壞試驗和無需增設傳感設備的特性而在GIS設備狀態檢修中得到了重視。然而，目前的化學診斷方法由于診斷手段的限制，僅能對設備是否處于故障狀態給出十分有限的意見。

目前，基于六氟化硫分解特征氣體分析進行的GIS設備狀態檢修方法主要通過分析SF₆氣體內SO₂、H₂S、HF等特征氣體的含量判斷設備的運行狀態。這種方法常出現分析結果與設備實際運行方式不一致的問題，且對于確有故障的設備，對故障點的定位依舊依賴于其他電學試驗及設備解體。這些問題主要由選取的特征氣體特征性不強，且不具有指紋特性導致。究其根本是對于SF₆電致分解機理研究不足，對反應的動力學及熱力學過程沒有全局的掌握。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中六氟化硫氣體分解特征氣體檢測精確度不高、無法定位故障位置等缺陷，提供一種新的特征性強、可定位放電故障位置的六氟化硫電致分解特征氣體及分析法，以廣泛用于電力系統GIS設備的放電故障診斷。

為此，本發明采用如下的技術方案：一種GIS設備放電故障化學診斷方法，包括步驟：

1)設定特征反應組A，該組包含五氟化硫正離子、五氟化硫自由基和氟負離子；

2)設定外部反應組B，該組包含水、氧氣和該GIS設備例行六氟化硫氣體檢測中檢測到的不含硫或氟的氣體物質；

3)設定基底反應組C，反應組C由多個物質組C_X組成，X＝1、2……n，物質組C_X的組數對應GIS設備暴露在SF₆中的材料總數，每種材料對應一個物質組C_X，所述物質組包含對應材料的全部元素；

4)將反應組A與A、B、C分別正交反應獲得反應結果組RS_A、RS_B和RS_cx；

5)取現場氣樣，經氣質聯用手段得到氣樣的組成，將得到的除SF₆以外的氣體成分及含量構成集合S，將集合S與RS_A、RS_B和RS_cx進行比對，最終確定放電故障類型與放電位置。

進一步地，步驟5)中，比對算法為將計算RS_A、RS_B中各氣體成分的濃度總和，得到SUM_rsa和SUM_rsb；SUM_rsa>10SUM_rsb時，故障類型為局部放電，10SUM_rsa<SUM_rsb時，故障類型為電弧放電，介于兩者之間時為火花放電；對于RS_cx組，僅對比成分，不考慮含量，凡檢出RS_cx中的物種則認為放電位置在材料X附近，通過多個X推斷放電點位置。

本發明根據化學動力學過程設定各放電條件下SF₆氣體分解反應的中間活性物質及反應路徑，結合GIS設備內部材料設定反應底物集合，預測在各放電條件下各反應部位得到的反應產物。將實際氣體由高效氣象色譜分析結果與預測組物質比對，最終確定放電故障類型與放電位置。

本發明利用化學動力學及熱力學原理研究SF₆的電致分解機理，提出新的SF₆放電分解特征氣體，并提出不同環境下各分解產物之間的數量關系，以及可用于定位的指紋物質。

進一步地，步驟4)中，所述的正交反應為將兩集合中任意元素兩兩隨意組合，得到最終穩定產物，在記錄正交結果時，需去除SF₆。

進一步地，反應組A中為固定反應組，其中反應物質固定，AA正交的結果為SF₄。

進一步地，反應組B為半固定反應組，除氧氣和水為固定成分，其他成分需根據現場使用的SF₆氣體具體情況進行篩選。