sf6电气设备分解产物现场检测方法研究

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1、SF6电气设备分解产物现场检测方法研究　　【摘要】目前SF6电气设备的应用广泛，但故障检测手段较少，对SF6电气设备分解产物进行检测能有效检出SF6电气设备局部的绝缘隐患，本文就SF6电气设备及其分解产物进行了简要介绍，并对SF6电气设备分解产物现场检测方法进行了比较分析。【关键词】SF6；分解产物；检测1、电气设备简介以SF6气体当绝缘介质的电气设备称为SF6电气设备，其中包括变压器、断路器、隔离开关、接地刀闸、互感器、避雷器和套管等。由于SF6不然不爆，不仅具有良好的化学性能，而且具有优异的电气性能，是目前理想的绝缘介质。自上世纪80年代后SF6电气

2、设备得到广泛的应用。但由于设备在设计、材质、工艺和维护等存在一些薄弱环节和不确定因素，使设备内部存在一些缺陷，而目前的检测手段又难以检测出局部的绝缘隐患。当设备内部存在故障时，故障区域的SF6气体和固体绝缘材料在故障能量的作用下将裂解，因此，分析裂解的特征组分含量，便可检出内部故障。2、SF6电气设备内部绝缘材料和分解产物6SF6电气设备内部绝缘材料包括SF6气体和固体绝缘材料两类，SF6气体是所有SF6电气设备共同的，而固体绝缘材料则不同设备和不同生产厂家有差异，主要有热固型环氧树脂、聚酯尼龙、聚四氟乙烯、聚酯乙烯、绝缘纸和绝缘漆等。对上述绝缘材料的主

3、要性质介绍如下：2.1SF6气体2.2固体绝缘材料1）热固型环氧树脂2）聚酯尼龙3）聚四氟乙烯4）聚酯乙烯5）绝缘纸6）绝缘漆是碳水化合物，由C、H、O、N等元素组成，其浸附着在互感器、变压器铜线表面，作为匝层间绝缘，一般情况下当温度大于130°C时开始裂解，主要产生CO、CO2和NO2。从上述得知，SF6、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚酯乙烯、纸和漆等绝缘材料有S、F、C、H、O等元素组成。当故障点温度达到130°C时，聚酯乙烯、纸和漆开始分解，主要产生CO、CO2和低分子烃；当温度达到500°C以上时，SF6、环氧树脂、聚四氟乙烯开始分解，主要产生和低分子

4、烃。3、应用分解产物诊断SF6电气设备内部故障原理6当SF6电气设备内部存在故障时，故障区域的SF6气体和固体绝缘材料在热和电的作用下发生裂解，产生硫化物、氟化物和碳化物。经大量的试验和故障实例验证后认为：是SF6气体裂解的特征组分；H2S是热固型环氧树脂裂解的特征组分；CO是聚酯乙烯和纸裂解的特征组分；CF4是聚四氟乙烯裂解的特征组分。这些分解产物也将缓慢的溶解、扩散到SF6气体中，选择优质电化学等传感器和最佳检测流程，采用动态法检测这些特征组分的种类和含量，便能快速、准确地诊断出设备内部故障。4、SF6电气设备分解产物现场检测方法分析目前SF6电气设

5、备分解产物的检测方法有电化学法、化学比色法、色谱法、电离法、动态离子法和红外法。这几种方法优略比较如下：4.1动态离子法1）稳定性差，稳定时间长。每次开机20分钟后要用纯净的SF6气体进行标定，合格后才能将被测气体引入进行检测。2）灵敏度低。由于稳定性差，本身噪声大，其最小检出量为15μL/L。3）耗气量大。每次检测用1000～2000毫升，不利于环保。4）仪器笨重。主机近15公斤，携带不便。4.2电离法61）稳定性较差，检测器较易污染。2）灵敏度低，其最小检知量为1μL/L。3）耗气量大。每次检测用600毫升。4.3红外法1）稳定性较好，但稳定时间较长

6、。一般开机20分钟后才能进行标定，合格后才能进行测试。2）维护工作比较麻烦，一般每年需要更新载气和标气。3）灵敏度较高，对大多数分解产物的其最小检知量可达1μL/L。4）仪器重，附件较多，只能在试验室使用。4.4色谱法1）稳定性较好，但稳定时间较长。一般开机20分钟后才能进行标定，合格后才能进行测试。2）维护工作比较麻烦，一般每年需要更新载气，二年更换色谱柱。3）灵敏度较高，对大多数分解产物的最小检知量可达1μL/L。4.5化学比色法1）稳定性较好。在使用期有效内，吸收分解产物后吸附剂的颜色变化较稳定。2）灵敏度较低，对大多数分解产物的最小检知量高于1μ

7、L/L。63）耗气量大。每只检测管用气约200毫升，多只检测管的耗气量很大，不利于环保。因此，化学比色法灵敏度较低，难以检出设备内部隐患，应用于设备事故后对故障的查找。4.6电化学法1）近年来电化学传感技术得到了很大的发展，其灵敏度、稳定性和使用寿命都有了很大的提高，从而为SF6电气设备分解产物的现场检测创造了基本条件。通过大量的调查和试验得知，和HF传感器的最小检知量为，CO为；温度变化在20°C～40°C时，最大零位漂移；使用寿命和CO可达5年以上，HF为2年以上；响应速度为25～45秒，耗气量为200mL左右，能满足SF6电气设备潜伏性故障的早期检

8、出。5、结论6综上所述，色谱法和红外法的稳定性和灵敏度都较好，但设备内部早期故障