[發(fā)明專利]一種SF6氣體帶電檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711008762.6
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108872408A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊少才
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N27/26;G01N25/66;G01N27/22
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

1.一種SF₆氣體帶電檢測方法，其特征在于：該方法包括SF₆純度檢測采用色譜法、SF₆分解物測量和SF₆濕度測量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SF₆氣體帶電檢測方法，其特征在于：

該方法步驟如下：

(1)、SF₆純度檢測采用色譜法

(1.1)、檢出項目:

SF₆氣體色譜圖譜，空氣、CF₄、CO₂含量和SF₆純度；

(1.2)、工作原理：

氣相色譜儀以氣體(載氣)作為流動相，樣品由載氣帶入色譜柱內(nèi)，樣品中各組分在色譜柱中的流動相和固定相間分配或吸附系數(shù)有所差異，在載氣的沖洗下，各組分在兩相間作反復多次分配，使各組分在柱中得到分離，然后用接在柱后的檢測器根據(jù)組分及組分的濃度，將組分按順序檢測出來；試驗表明，熱傳導式散熱的比例越大，TCD的性能越好；用氫氣或氦氣輕載氣靈敏度最高；

(2)、SF₆分解物測量

(2.1)、檢測項目SO₂、CO、HF含量：

(2.2)、工作過程電化學傳感器通過與被測氣體發(fā)生反應并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來工作；

(3)、SF₆濕度測量：

(3.1)、測定項目SF₆露點值(℃)、微水值(μL/L)：

(3.2)、測量過程：利用一個高純鋁棒，表面氧化成一層超薄的氧化鋁薄膜，其外鍍一層多空的網(wǎng)狀金膜，金膜與鋁棒之間形成電容，由于氧化鋁薄膜的吸水特性，導致電容值隨樣氣水分的多少而改變，測量該電容值即可得到樣氣的濕度；通電后請通氣等待6分鐘以上，一方面完成傳感器自動校準工作，同時將氣路盡量吹掃干燥。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SF₆氣體帶電檢測方法，其特征在于：(1.2)步驟中試驗過程注意事項如下：

a.采用色譜法測量純度時，基線穩(wěn)定是前提條件，需要在基線平穩(wěn)后才能開始測試，因此儀器需要預熱；

b.現(xiàn)場載氣采用的是He氣，載氣流速增大，出峰時間會變快，同時可能導致峰形分的不開；反之，載氣流速減小，出峰時間很慢，同時可能導致峰形拖尾嚴重；

C.熟練操作色譜工作站，對很小的峰的處理和信號毛刺之間的取舍，可調(diào)節(jié)方法文件中的最小高度、最小面積和自動噪聲等參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種SF₆氣體帶電檢測方法，其特征在于：(2.2)步驟中：當四氟化碳的含量比六氟化硫新氣中增加了很多時，二氧化碳的含量也增加時，六氟化硫本身并不存在碳元素，碳元素只可能來自本體絕緣材料的燒毀，所以由此數(shù)據(jù)可以判斷套管曾經(jīng)有大電流放電，甚至燒傷過本體，進而對設(shè)備產(chǎn)生危害；

而當四氟化碳的含量有明顯的增大，如果光從四氟化碳的數(shù)據(jù)上來看，發(fā)現(xiàn)斷路器中曾經(jīng)發(fā)生過大電流的放電痕跡，但是，從四氟化碳與二氧化碳的含量上來看該斷路器絕緣狀況并非比較嚴重時，應該是機械問題導致的故障現(xiàn)象；

當氣體分解物中都含有不同含量的C₃F₈(全氟丙烷)；只有電氣設(shè)備內(nèi)部形成較嚴重的缺陷及能夠使六氟化硫徹底分解的大能級電流，造成電氣設(shè)備本體燒毀，產(chǎn)生了碳元素，生成的碳元素和六氟化硫的分解元素才能化合產(chǎn)生炭氟的化合物；所以設(shè)備內(nèi)的氣體經(jīng)色譜分析后發(fā)現(xiàn)這類氣體，我們就可以判斷該電氣設(shè)備存在較嚴重的絕緣缺陷。

5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項所述的一種SF₆氣體帶電檢測方法，其特征在于：(3)步驟之后分析現(xiàn)場六氟化硫雜質(zhì)產(chǎn)生原因：

不同的放電情況會生成不同的分解產(chǎn)物；在電力行業(yè)中的電網(wǎng)系統(tǒng)會用到不同的高壓電氣，包括斷路器、刀閘、CT氣室、PT氣室及母線；這些設(shè)備在他們產(chǎn)生絕緣缺陷時也會有不同的故障現(xiàn)象，在六氟化硫滅弧產(chǎn)生的分解產(chǎn)物有著明顯的不同；六氟化硫電氣由于絕緣缺陷產(chǎn)生的氣體，通過現(xiàn)場便攜式設(shè)備能檢測到的有空氣(O₂+N₂)、四氟化碳(CF₄)、二氧化碳(CO₂)、全氟丙烷(C₃F₈)、二氧化硫(SO₂)、氟化亞硫酰(SOF₂)、氟化氫(HF)、硫化氫(H₂S)、一氧化碳(CO)；

四氟化碳(CF₄)、二氧化碳(CO₂)、全氟丙烷(C₃F₈)的產(chǎn)生必須有相關(guān)碳元素的分解才能形成，六氟化硫的分解物中并沒有碳類物質(zhì)，只有設(shè)備本體被燒傷才會產(chǎn)生碳類元素；以上三種物質(zhì)形成，需要分解六氟化硫的放電能量從大到小依次為全氟丙烷(C₃F₈)、二氧化碳(CO₂)、四氟化碳(CF₄)；氟化氫(HF)、硫化氫(H₂S)這2種氣體的產(chǎn)生必須有相關(guān)氫元素的分解才能形成，六氟化硫的分解物中并沒有氫類物質(zhì)；氫元素的主要來源在于氣室內(nèi)的水份以及設(shè)備絕緣介質(zhì)中未干燥的水分被電擊分解后產(chǎn)生的氫離子；這些氫離子和六氟化硫分解后的硫離子和氟離子重組后形成氟化氫(HF)和硫化氫(H₂S)；這2種分解物只能在較強能量的放電以及電氣設(shè)備內(nèi)有較大水分的情況下才會產(chǎn)生；二氧化硫(SO₂)也屬于六氟化硫的分解產(chǎn)物，這種物質(zhì)在設(shè)備內(nèi)放電時容易產(chǎn)生，其中的氧元素來源于六氟化硫氣體中混入的空氣以及設(shè)備內(nèi)水分的分解；

使用中的SF₆氣體總含有一定量的空氣、水分，由于上述分解生成的多種低氟硫化物很活潑，即與SF₆氣體中的微量水分和氧氣等發(fā)生反應,生成SOF₂，SO₂F₂，SOF₄，SO₂，HF等毒性氣體；不管哪種形式的放電，SF₆發(fā)生分解后產(chǎn)物的量與放電能量大致成比例關(guān)系，并且當處在高能量放電形式下時將產(chǎn)生大量的分解氣體，且產(chǎn)物中SOF₂含量要高；通過SO₂、SOF₂、SO₂F₂含量比例分析判斷放電劇烈程度，放電越劇烈，放電能量越大，SO₂含量增多，SOF₂/SO₂F₂體積分數(shù)之比增大，通過H₂S組分含量大小可判斷故障是否涉及固體絕緣，通過CF₄含量可分析判斷固體絕緣情，電極材料的消耗與分解物的形成也有直接關(guān)系，氣體分解產(chǎn)生的物質(zhì)含量取決于電極材料的金屬蒸發(fā)量。