[發明專利]一種運行設備中氣/固分解產物檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202110406092.3
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN112964694A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 劉偉;程盛;鄭斌
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N1/22
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發明公開了一種運行設備中氣/固分解產物檢測系統及方法。該系統通過外接便攜式拉曼光譜儀在線檢測被截留在采樣器中的固態分解產物，通過數據庫對固態分解產物進行定性分析。同時，采用六氟化硫綜合檢測儀對SF₆氣體中氣態分解產物進行檢測，得到氣態分解產物的組成。通過氣/固分解產物檢測結果，可以進行設備內部故障類型和故障定位判斷，對設備運行狀態評估具有十分重要的意義。且本發明能夠對運行設備進行帶電檢測，不影響設備運行狀態。檢測氣體經過處理后回充至設備內，不會減少設備內絕緣氣體量，也不會對環境造成影響。

技術領域

本發明涉及運行設備分解產物監測領域，特別是涉及一種運行設備中氣/固分解產物檢測系統及方法。

背景技術

氣體絕緣設備指全部或者部分采用絕緣氣體作為絕緣介質的金屬封閉開關設備，具有結構緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強、環境適應能力強等優點，廣泛應用于城市電網和超/特高壓輸變電中。據統計，我國在役SF₆電氣設備三十多萬臺，并以每年7％的速度增長。電氣設備運行狀態評估和故障早期預警對整個電網安全穩定運行至關重要。

氣體絕緣設備因內部絕緣缺陷導致故障，早期表現為不同類型、不同程度的局部放電和局部過熱。常規電磁和超聲檢測技術是主要的電氣設備故障檢測方法，然而氣體絕緣設備采用全金屬封閉式結構，加之潛伏性絕緣故障常呈現出類型多樣和變化復雜等特點，要準確地實現故障診斷及狀態評估十分困難。

當SF₆氣體絕緣設備內部存在絕緣缺陷時，SF₆氣體在電熱聯合作用下發生分解，與設備內H₂O、O₂、絕緣材料、觸頭/電極金屬部件等發生反應，生成一系列的氣態分解產物(SO₂、H₂S、CS₂、CO₂、CF₄、SO₂F₂和SOF₂等)和固態分解產物(AlF₃、AlO₃、CuF₂和WO₃等)。可以通過檢測SF₆氣/固分解產物，對設備潛伏性故障類型和故障部位進行分析。

目前，運行設備中分解產物檢測多聚焦于氣態分解產物，對于設備運行狀態評估不能提供全面有效的信息，而固態分解產物必須等設備嚴重故障解體后才可以采集，而且制樣過程中，易污染樣品，影響數據準確性，無法為運行設備狀態評估提供有價值的信息。故障發生初期，分解產物濃度低，常規檢測手段無法滿足初期診斷和預警。

發明內容

本發明的目的是提供一種運行設備中氣/固分解產物檢測系統及方法，實現氣/固分解產物的在線采集和檢測，為運行設備狀態評估提供更多有價值的數據支撐。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種運行設備中氣/固分解產物檢測系統，包括：依次連接的第一單向閥、采樣器、拉曼光譜儀，以及與所述采樣器依次連接的氣體輸送結構和氣態分解產物檢測結構；所述第一單向閥與運行設備連接；

所述運行設備中的SF₆氣體經第一單向閥流經到所述采樣器，SF₆氣體混有氣/固分解產物，固態分解產物被截留在所述采樣器中，拉曼光譜儀對所述固態分解產物進行檢測；拉曼光譜儀還用于對氣態分解產物進行檢測；氣體輸送結構將SF₆氣體流輸送至氣態分解產物檢測結構，檢測SF₆氣體中氣態分解產物。

進一步地，所述采樣器中設置有聚合物纖維膜，用于采集SF₆氣體中的固態分解產物。

進一步地，所述拉曼光譜儀通過光纖與所述采樣器連接。

進一步地，所述氣體輸送結構包括電動推桿和氣缸，所述氣缸通過聚乙烯管與所述采樣器連接。