CN104375071A - 六氟化硫气体绝缘介质电-热结合的分解模拟实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六氟化硫气体绝缘介质电-热结合的分解模拟实验方法，使用申请号为201310551600.2的“一种六氟化硫分解实验系统”，包括检查实验系统的密封性能、清洗缸体、充入SF6气体的步骤，还包括以下步骤：测量最大外施实验电压 U max、安装平行板电极和发热体测量起始放电电压Ust、实验电压为U=0.5Ust时测量SF6的初始分解温度T0、实验电压为U=0.5Ust时不同温度下SF6的分解实验，本发明具有的技术效果是：能模拟SF6气体绝缘电气设备中电-热结合的故障状态，弥补了现有通过检测SF6分解气体组分评估SF6绝缘电气设备状态的实验方法及评估方法仅考虑SF6气体绝缘电气设备内放电性故障或过热性故障而未考虑二者同时存在的不足，提高了对SF6气体绝缘电气设备故障判断的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体绝缘介质，具体涉及一种六氟化硫（SF6）气体绝缘介质分解模拟实验方法。
背景技术
SF6气体绝缘装备（如气体绝缘开关GIS和气体绝缘变压器GIT等）由于其运行稳定、结构紧凑和维护工作量小的优点，在现代电网的建设和改造中，得到了广泛的应用，并已逐步成为现代电网的主要设备之一。尽管SF6气体绝缘装备运行的可靠性要高于其他普通的电气设备，但运行经验表明：其内部导电接头因制造、安装工艺等问题常常会出现接触不良，造成接触电阻变大，接触点在正常的工作电流作用下会导致不正常的发热进而诱发局部过热性故障（Partial Over-thermal Fault，简称POF），由于SF6气体绝缘装备内部的特殊结构，使得目前还没有一种能够有效监测POF故障的监测方法。在POF的作用下，SF6气体绝缘电气设备内部的主要绝缘介质SF6会发生分解生成各种低氟硫化物SFx，这些SFx会与设备内部混杂的微量H2O和O2等发生一系列复杂的反应生成各种特征分解产物如SO2F2、SOF2、SO2、H2S、CO2和CF4等，而这些分解特征产物及其含量与POF的故障状态存在密切关系。
中国专利文献CN102495319A于2012年6月13日公开了一种六氟化硫气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟实验方法，包括以下主要步骤：
1、检查实验装置的密封性能
打开实验装置的真空压力表球阀和真空泵球阀，然后启动真空泵，对实验装置的缸体抽真空，当缸体内的真空度为0.005～0.01MPa时，依次关闭所述的真空泵球阀和真空泵，静置10～12小时后再观察实验装置的真空压力表示数，当所述的真空压力表示数保持在0.005～0.012MPa时，表明实验装置在真空状态下的密封性完好；再打开实验装置的SF6气瓶的阀门和进气球阀，向实验装置的缸体内充入SF6气体，直至所述的缸体内气压达到0.2～0.3MPa为止，然后依次关闭所述的SF6气瓶的阀门和进气球阀，静置10～12小时再观察真空压力表示数，当真空压力表示数保持在0.195～0.3MPa时，表明实验装置在正压状态下的密封性完好。
2、清洗缸体
先打开真空泵球阀，启动真空泵，对实验装置的缸体抽真空，当缸体内的真空度为0.005～0.01MPa时，依次关闭真空泵球阀和真空泵，再打开实验装置的SF6气瓶的阀门和进气球阀，向实验装置的缸体内充入SF6气体，直到缸体内气压值为0.15～0.25MPa时为止，然后依次关闭所述的SF6气瓶的阀门和进气球阀，对实验装置的缸体进行清洗。按前述操作步骤，先抽真空，再充入SF6气体清洗，如此重复冲洗2～5次后，再次对所述的缸体抽真空，然后静置10～12h，使所述的缸体内附着的SF6气体的分解气体和水分充分气化释放，然后先充入SF6气体，再抽真空。
3、充入SF6气体
在清洗缸体之后，打开实验装置的SF6气瓶的阀门和进气球阀，向实验装置的缸体内充入SF6气体，直至气压为0.1～0.4MPa为止，然后依次关闭所述的SF6气瓶的阀门和进气球阀。
4、进行过热性故障的模拟实验。
上述实验方法存在的不足之处在于：它只能对过热性故障的六氟化硫气体分解进行测试。但在实际运行中的SF6气体绝缘装备内部发生POF时，故障点不但会有局部高热的作用，同时还会处于高场强区域。即电-热共存状态。虽然接头部位由于接触不良导致的POF一般不会同时伴随产生放电性故障，但是由于局部高温的作用下会导致SF6气体绝缘介质和高压金属导体表面发生热电离，形成游离的热电子、各种带电粒子以及分子碎片，产生的游离热电子和带电粒子必将在故障点处的固有强电场作用下重新获得能量并加速，当电子积累的能量达到一定程度后便会发生电子碰撞电离，进一步加剧SF6气体绝缘介质的分解。因此，当实际运行中的SF6气体绝缘装备发生POF时，SF6的分解实际上是内部固有强电场和故障形成的局部高温热场共同作用的结果。
中国专利文献CN101059485A于2007年10月24日公开一种六氟化硫放电分解组分分析系统及其使用方法，该测试方法包括如下步骤:1)用真空泵对六氟化硫放电分解装置抽真空；2)通过进气针阀对六氟化硫放电分解装置冲入SF6气体；3)测量最大外施实验电压和起始PD电压；4)产生不同电极下的PD；5)采集气体；6)气体组分分析；7)采集PD脉冲信号波形，并进行故障诊断和模式识别。该测试方法存在的不足之处在于：它对放电过程中的六氟化硫气体分解进行测试，并未考虑放电过程所伴随的“热”作用。
如果在利用SF6分解组分进行故障诊断时，放电和局部过热对六氟化硫气体分解的影响两个要素只考虑其中一个因素，而忽视另一重要因素，则据此得出的诊断结果将会出现一些偏差，为电网的安全可靠运行带来一些不必要的损失。
发明内容
针对现有的SF6气体绝缘装备故障模拟实验方法的不足，本发明所要解决的技术问题就是提供一种六氟化硫气体绝缘介质电-热结合的分解模拟实验方法，它能在实验室更加真实的模拟GIS等SF6气体绝缘装备内不同程度的故障状态和SF6气体绝缘介质在该故障过程中伴随的电—热作用下分解过程，并获得气室内SF6分解气体组分及其含量的数据，为进一步完善评估SF6气体绝缘装备绝缘状态提供可靠的实验基础。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它使用申请号为201310551600.2的“一种六氟化硫分解实验系统”，对六氟化硫气体绝缘介质电-热结合的分解进行模拟实验和分析，包括检查实验系统的密封性能、清洗缸体、充入SF6气体的步骤，还包括以下步骤：
1、测量最大外施实验电压U max
在不放置平行板电极和发热体的情况下，接好实验线路，调节调压器，缓慢升高实验电压，仔细观察高速数字存储示波器上有无信号，当出现微小放电脉冲信号时，记录下此时加在模拟实验装置上的外施电压U max；
2、安装平行板电极和发热体，测量起始放电电压Ust
调压器将电压降至0V后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电，打开真空压力表球阀和真空泵球阀，然后启动真空泵，对缸体抽真空以排尽缸体内的SF6气体及其分解气体；然后打开缸体的封口，通过高压套管和低压套管内导体的螺纹将平行板电极安装在高压套管和低压套管之间，并调整到适当的高度；将铝或电解铜材质的发热体的两个接线极，通过硬质绝缘铜导线分别与接线柱安装法兰的两个发热体接线柱连接，并通过绝缘支柱将所述的发热体支撑在所述的两平行板电极的中心轴线处；发热体温度传感器设置于所述的发热体的侧面上，将所述的发热体温度传感器的两端通过导线分别与接线柱安装法兰的两个发热体温度传感器接线柱连接，最后盖上缸体的封口；
再次经过检查实验系统的密封性能、清洗缸体、充入SF6气体之后，在不接通热电极控制电路的情况下，连接好实验电路，调节调压器，缓慢升高实验电压，仔细观察高速数字存储示波器上有无信号，当出现微小放电脉冲信号时，记录下此时加在模拟实验装置上的外施电压Ust；
3、实验电压为U=0.5Ust时，测量SF6的初始分解温度T0
调压器将电压降至0V后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电；经过清洗缸体、充入SF6气体之后，连接好实验电路，调节调压器，缓慢升高施加在平行板电极间的电压至实验所需电压值U，再调节智能数显温度调节仪，设定实验初始温度值T=100℃，以10℃为步长，每1小时采集气体和气体组分分析，每3小时手动提高一次温度的设定值；直到所采集的气体样品中的SOF2含量开始增长时，记录下智能数显温度调节仪的温度显示值T0，此温度值即为实验电压为U=0.5Ust时，电-热结合分解模拟实验中SF6的初始分解温度值；
4、实验电压为U=0.5Ust时，不同温度下SF6的分解实验
调压器将电压降至0后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电；实施清洗缸体和充入SF6气体，连接好实验电路，调节调压器，缓慢升高施加在平行板电极间的电压至实验所需电压值U，再调节智能数显温度调节仪至温度设定值：从SF6的初始分解温度值T0开始至500℃，设置T1、T2、T3……T10共10个温度设定值；手动调节所述的智能数显温度调节仪至温度设定值T1后，智能数显温度调节仪自动调节所述的发热体的表面发热温度至T1进行10小时实验，每隔1小时采集气体和气体组分分析；
温度设定值T1的实验结束，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，调节调压器，缓慢升高电压至实验所需电压值U，手动调节所述的智能数显温度调节仪至温度设定值T2，进行10小时实验，每隔1小时采集气体和气体组分分析；
温度设定值T2的实验结束，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，如此重复进行实验，分别测得温度设定值T3、T4……T10下的SF6气体分解组分及其含量的数据；最后根据检测到的T1～T10下的分解气体组分中SO2F2、SOF2、SO2、CO2、CF4的含量，绘制出实验电压为U时，SF6气体分解组分与发热体表面发热温度的关系曲线。
采用上述技术方案后，本发明具有以下技术效果：
能模拟SF6气体绝缘电气设备中电-热结合的故障状态，弥补了现有通过检测SF6分解气体组分评估SF6绝缘电气设备状态的实验方法及评估方法仅考虑SF6气体绝缘电气设备内放电性故障或过热性故障而未考虑二者同时存在的不足，提高了对SF6气体绝缘电气设备故障判断的准确性。为科研、教学、研究院所和设备制造厂家及电力系统中对SF6气体绝缘电气设备在线状态检测的理论分析和应用研究提供了一种简单易行的测试方法。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明利用实验系统的原理框图；
图2为本发明利用的电-热结合故障模拟装置的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为实施例1检测的CF4含量的变化曲线图；
图5为实施例1检测的CO2含量的变化曲线图；
图6为实施例1检测的SO2F2含量的变化曲线图；
图7为实施例1检测的SOF2含量的变化曲线图；
图8为实施例1检测的SO2含量的变化曲线图。
图1、图2和图3中：1、调压器，5、高压套管，6、缸体，7、平板电极，8、发热体，9、发热体温度传感器，10、低压套管，12、数字示波器，15、智能数字显示温度调节仪，17、发热体控制回路电源开关，18、电-热结合性故障模拟实验装置，19、SF6气瓶，20、进气球阀，21、采样球阀，22、气相色谱质谱联用仪，23、真空泵球阀，24、真空泵，26、发热体接线柱，27、发热体温度传感器接线柱，28、真空压力表，29、真空压力表球阀，31、接线柱安装法兰。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
本发明使用申请号为201310551600.2的“一种六氟化硫分解实验系统”，对六氟化硫气体绝缘介质电-热结合的分解进行模拟实验和分析，包括检查实验系统的密封性能、清洗缸体、充入SF6气体的步骤：
检查实验系统的密封性能：如图2所示，打开本装置的真空压力表球阀29和真空泵球阀23，然后启动真空泵24，对本装置的缸体6抽真空，当缸体6内的真空度为0.005～0.01MPa时，依次关闭真空泵球阀23和真空泵24，静置10～12小时后再观察本装置的真空压力表28示数，当所述的真空压力表28示数保持在0.005～0.01MPa时，表明本装置在真空状态下的密封性完好；再打开本装置的SF6气瓶19的阀门和进气球阀20，向本装置缸体内充入SF6气体，直至所述的缸体内气压达到0.2～0.3MPa为止，然后依次关闭所述的SF6气瓶19的阀门和进气球阀20，静置10～12小时再观察真空压力表28示数，当真空压力表28示数保持在0.2～0.3MPa时，表明所述的电-热联合分解模拟实验装置在正压状态下的密封性完好。
清洗缸体：先打开真空泵球阀23，启动真空泵24，对图2所示的电-热结合分解模拟实验装置的缸体6抽真空，当所述的缸体内的真空度为0.005～0.01MPa时，依次关闭真空泵球阀23和真空泵24，再打开SF6气瓶19的阀门和进气球阀20，向缸体6内充入SF6气体，直到缸体6内气压值为0.1MPa时为止，然后依次关闭SF6气瓶19的阀门和进气球阀20，对图2所示的缸体6进行清洗。按前述操作步骤，先抽真空，再充入SF6气体清洗，如此重复冲洗2～3次后，再次对所述的缸体抽真空，然后静置10～12h，使所述的缸体内附着的SF6气体的分解气体和水分充分气化释放，然后先充入SF6气体，再抽真空，以便将静置过程中气化释放的杂质清洗掉，保证缸体内杂质气体和固有水分含量减少到最低。
充入SF6气体：打开SF6气瓶19的阀门和进气球阀20，向图2所示的缸体6内充入SF6气体，直至气压为0.1～0.4MPa为止，然后依次关闭所述的SF6气瓶19的阀门和进气球阀20。
还包括以下步骤：
1、测量最大外施实验电压U max
经检查实验系统的密封性能、清洗缸体、充入SF6气体之后，在不放置平板电极7和发热体8以及发热体温度传感器9的情况下，如图1所示，接好实验线路，调节调压器1，缓慢升高实验电压，仔细观察高速数字存储示波器12上有无信号，当出现微小放电脉冲信号时，记录下此时加在模拟实验装置上的外施电压（即为U max），该电压值为以后实验过程中最高的外施电压，即模拟实验电压不能超过该电压值，否则由实验装置本身产生的局部放电信号会与平行板电极和发热体形成的电热场引起的PD信号所混淆，导致实验结果不准确，甚至无法识别是否是平行板电极和发热体形成的电热场引起的PD信号。
2、安装平行板电极和发热体，测量起始放电电压Ust
如图1、图2和图3所示，调压器1将电压降至0V后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电，接着打开真空泵球阀23，然后启动真空泵24，对缸体抽真空以排尽缸体内的SF6气体及其分解气体；然后打开缸体6的封口，通过高压套管5和低压套管10内导体的螺纹将平板电极7安装在高压套管5和低压套管10之间，并调整到适当的高度，将铝材质的发热体8的两个接线极，通过硬质绝缘铜导线分别与接线柱安装法兰31的两个发热体接线柱26连接，并通过绝缘支柱将所述的发热体支撑在所述的两平板电极7的中心轴线处，发热体温度传感器9设置于所述的发热体8的侧面上，将所述的发热体温度传感器9的两端通过导线分别与接线柱安装法兰31的两个发热体温度传感器接线柱27连接，接着盖上封口；
再次经过检查实验系统的密封性能、清洗缸体、充入SF6气体之后，在不接通发热体8控制电路的情况下，连接好实验电路，调节调压器，缓慢升高实验电压，仔细观察高速数字存储示波器12上有无信号，当出现微小放电脉冲信号时，记录下此时加在电-热结合性故障模拟实验装置18上的外施电压Ust，该电压作为实验起始电压。
3、实验电压为U=0.5Ust时，测量SF6的初始分解温度T0
调压器1将电压降至0V后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电；经过清洗缸体、充入SF6气体之后，连接好实验电路，调节调压器1，缓慢升高施加在平行板电极间的电压至实验所需电压值U，再调节智能数显温度调节仪15，设定实验初始温度值T=100℃，以10℃为步长，每1小时采集气体和气体组分分析，每3小时手动提高一次温度的设定值；
一次温度实验结束后，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，再进行下一次温度实验；直到所采集的气体样品中的SOF2含量开始增长时，记录下智能数显温度调节仪的温度显示值，记为T0，此温度值即为实验电压为U=0.5Ust时，电-热结合分解模拟实验中SF6的初始分解温度值。
4、实验电压为U=0.5Ust时，不同温度下SF6的分解实验
调压器1将电压降至0后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电；经过清洗缸体、充入SF6气体之后，连接好实验电路，调节调压器1，缓慢升高实验电压至设定值U，再调节智能数显温度调节仪15至温度设定值T：从初始分解温度T0开始至500℃为止，设置T1、T2、T3……T10共10个温度设定值；手动调节所述的智能数显温度调节仪15至实验设定值T1后，智能数显温度调节仪15自动调节所述的发热体8的表面发热温度至T1进行10小时实验，每隔1小时采集气体和气体组分分析；
温度设定值T1的实验结束，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，调节调压器1，缓慢升高电压至实验所需电压值U，手动调节所述的智能数显温度调节仪15至温度设定值T2，进行10小时实验，每隔1小时采集气体和气体组分分析；
温度设定值T2的实验结束，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，如此重复进行实验，分别测得温度设定值T3、T4……T10下的SF6气体分解组分及其含量的数据；最后根据检测到的T1～T10下的SF6气体分解组分中SO2F2、SOF2、SO2、CO2、CF4的含量，绘制出实验电压为U时，SF6气体分解组分与发热体8表面发热温度的关系曲线，如图4～8所示。
从图4中看出，CF4含量随温度升高而增大，在大于420℃的温度条件下，CF4含量急剧增大。从图5中看出，CO2含量随温度升高而增大，在340℃处出现拐点，在大于340℃之后，CO2含量的增幅加大。从图6中看出，SO2F2含量随温度升高而增大，在400℃～480℃之间SO2F2含量的增幅较大。从图7中看出，SOF2含量随温度升高而增大，温度越高，SOF2含量的增幅也加大。从图8中看出，SO2含量随温度升高而增大，在大于380℃的温度条件下，SO2含量急剧增大。
利用SF6气体分解组分与发热体表面发热温度的关系曲线，能够分析在实验电压为U时，SF6气体分解组分与发热体表面发热温度的关系，SF6气体分解速率与发热体表面发热温度的关系，从而根据设备实际情况下SF6气体分解的情况判断设备故障的严重程度。
实施例2
实施例2与实施例1不同的是，实施例2还包括：
5、实验温度为T0时，不同实验电压下SF6的分解实验
调压器将电压降至0V后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电；经过清洗缸体、充入SF6气体之后，连接好实验电路，手动调节所述的智能数显温度调节仪至SF6的初始分解温度值T0；再调节调压器，缓慢升高施加在平行板电极间的电压至实验设定值：U1=0.3Ust、U2=0.4Ust、U3=0.5Ust、U4=0.6Ust、U5=0.7Ust、U6=0.8Ust、U7=0.9Ust、、U8=Ust、U9=1.1Ust、U10=1.2Ust共10个实验设定值；在实验电压值U1条件下进行96小时的实验，每隔12小时采集气体和气体组分分析；
实验设定值U1的实验结束，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，连接好实验电路，手动调节所述的智能数显温度调节仪至SF6的初始分解温度值T0，调节调压器，缓慢升高电压至实验所需电压值U2，进行96小时的实验，每隔12小时采集气体和气体组分分析；
实验设定值U2的实验结束，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，如此重复进行实验，分别测得实验设定值U3、U4……U10下的SF6气体分解组分及其含量的数据，最后根据检测到的U1～U10下的SF6气体分解组分中SO2F2、SOF2、CO2、SO2、CF4的含量，绘制出SF6的初始分解温度值T0时，SF6气体分解组分与实验电压U的关系曲线。
利用SF6气体分解组分与实验电压U的关系曲线，能够分析在SF6的初始分解温度值T0时，SF6气体分解组分与实验电压U的关系，分解速率与实验电压U的关系，从而根据设备实际情况下SF6气体分解的情况判断设备故障的严重程度。
所述的采集气体和气体组分分析包括：电压降至0V后，关闭调压器1开关，再关闭发热体控制回路电源开关17，最后用接地棒对高压实验设备进行放电，然后打开所述的采样球阀21，让气体缓缓进入采样袋至采样袋微鼓，关闭采样球阀21，将采集的气体送入本装置的气相色谱质谱联用仪22，对SF6气体的分解组分及其含量进行检测和记录。
本方法发明通过设置实验电压和发热体温度，可以控制所述的发热体周围电场强度以及其表面发热温度；还通过放置不同材质的发热体能模拟以下两种情况：
1、在同一平行板电极间的电压U，同一表面发热温度T的情况下，改变发热体的材质，使得SF6气体分解，实验人员由实验所得的SF6分解气体的组分及含量等数据，绘制出SF6气体分解组分与发热体材质的关系曲线，找出在同一平行板电极间电压U，同一发热体表面发热温度作用下SF6分解气体的组分及含量与发热体材质的关系。
2、在同一平行板电极间的电压U，同一表面发热温度T和不同发热体材质的情况下，使得SF6气体分解，以1小时为间隔，取定10个气体样品采集时间，也即在10个小时的实验过程重复采集气体样品10次，实验人员由在同一平行板电极间的电压U，同一发热体表面发热温度T和不同材质的发热体作用下不同试验时间内SF6分解气体的组分及含量等数据，绘制出SF6气体分解组分与发热体材质以及试验时间之间的关系曲线，找出相同发热体表面发热温度作用下的SF6分解气体的组分及含量与发热体材质及试验时间之间的关系。
Claims (3)
1.六氟化硫气体绝缘介质电-热结合的分解模拟实验方法，使用申请号为201310551600.2的“一种六氟化硫分解实验系统”，对六氟化硫气体绝缘介质电-热结合的分解进行模拟实验和分析，包括检查实验系统的密封性能、清洗缸体、充入SF6气体的步骤，其特征是还包括以下步骤：
步骤1、测量最大外施实验电压U max
在不放置平行板电极和发热体的情况下，接好实验线路，调节调压器，缓慢升高实验电压，仔细观察高速数字存储示波器上有无信号，当出现微小放电脉冲信号时，记录下此时加在模拟实验装置上的外施电压U max；
步骤2、安装平行板电极和发热体，测量起始放电电压Ust
调压器将电压降至0V后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电，打开真空压力表球阀和真空泵球阀，然后启动真空泵，对缸体抽真空以排尽缸体内的SF6气体及其分解气体；然后打开缸体的封口，通过高压套管和低压套管内导体的螺纹将平行板电极安装在高压套管和低压套管之间，并调整到适当的高度；将铝或电解铜材质的发热体的两个接线极，通过硬质绝缘铜导线分别与接线柱安装法兰的两个发热体接线柱连接，并通过绝缘支柱将所述的发热体支撑在所述的两平行板电极的中心轴线处；发热体温度传感器设置于所述的发热体的侧面上，将所述的发热体温度传感器的两端通过导线分别与接线柱安装法兰的两个发热体温度传感器接线柱连接，最后盖上缸体的封口；
再次经过检查实验系统的密封性能、清洗缸体、充入SF6气体之后，在不接通热电极控制电路的情况下，连接好实验电路，调节调压器，缓慢升高实验电压，仔细观察高速数字存储示波器上有无信号，当出现微小放电脉冲信号时，记录下此时加在模拟实验装置上的外施电压Ust；
步骤3、实验电压为U=0.5Ust时，测量SF6的初始分解温度T0
调压器将电压降至0V后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电；经过清洗缸体、充入SF6气体之后，连接好实验电路，调节调压器，缓慢升高施加在平行板电极间的电压至实验所需电压值U，再调节智能数显温度调节仪，设定实验初始温度值T=100℃，以10℃为步长，每1小时采集气体和气体组分分析，每3小时手动提高一次温度的设定值；直到所采集的气体样品中的SOF2含量开始增长时，记录下智能数显温度调节仪的温度显示值T0，此温度值即为实验电压为U=0.5Ust时，电-热结合分解模拟实验中SF6的初始分解温度值；
步骤4、实验电压为U=0.5Ust时，不同温度下SF6的分解实验
调压器将电压降至0后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电；实施清洗缸体和充入SF6气体，连接好实验电路，调节调压器，缓慢升高施加在平行板电极间的电压至实验所需电压值U，再调节智能数显温度调节仪至温度设定值：从SF6的初始分解温度值T0开始至500℃，设置T1、T2、T3……T10共10个温度设定值；手动调节所述的智能数显温度调节仪至温度设定值T1后，智能数显温度调节仪自动调节所述的发热体的表面发热温度至T1进行10小时实验，每隔1小时采集气体和气体组分分析；
温度设定值T1的实验结束，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，调节调压器，缓慢升高电压至实验所需电压值U，手动调节所述的智能数显温度调节仪至温度设定值T2，进行10小时实验，每隔1小时采集气体和气体组分分析；
温度设定值T2的实验结束，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，如此重复进行实验，分别测得温度设定值T3、T4……T10下的SF6气体分解组分及其含量的数据；最后根据检测到的T1～T10下的分解气体组分中SO2F2、SOF2、SO2、CO2、CF4的含量，绘制出实验电压为U时，SF6气体分解组分与发热体表面发热温度的关系曲线。
2.根据权利要求1所述的六氟化硫气体绝缘介质电-热结合的分解模拟实验方法，其特征是还包括以下步骤：
步骤5、实验温度为T0时，不同实验电压下SF6的分解实验
调压器将电压降至0V后，关闭调压器开关，用接地棒对高压实验设备进行放电；经过清洗缸体、充入SF6气体之后，连接好实验电路，手动调节所述的智能数显温度调节仪至SF6的初始分解温度值T0；再调节调压器，缓慢升高施加在平行板电极间的电压至实验设定值：U1=0.3Ust、U2=0.4Ust、U3=0.5Ust、U4=0.6Ust、U5=0.7Ust、U6=0.8Ust、U7=0.9Ust、、U8=Ust、U9=1.1Ust、U10=1.2Ust共10个实验设定值；在实验电压值U1条件下进行96小时的实验，每隔12小时采集气体和气体组分分析；
实验设定值U1的实验结束，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，连接好实验电路，手动调节所述的智能数显温度调节仪至SF6的初始分解温度值T0，调节调压器，缓慢升高电压至实验所需电压值U2，进行96小时的实验，每隔12小时采集气体和气体组分分析；
实验设定值U2的实验结束，经过清洗缸体、充入SF6气体之后，如此重复进行实验，分别测得实验设定值U3、U4……U10下的SF6气体分解组分及其含量的数据，最后根据检测到的U1～U10下的SF6气体分解组分中SO2F2、SOF2、CO2、SO2、CF4的含量，绘制出SF6的初始分解温度值T0时，SF6气体分解组分与实验电压U的关系曲线。
3.根据权利要求1或2所述的六氟化硫气体绝缘介质电-热结合的分解模拟实验方法，其特征是，所述的采集气体和气体组分分析包括：电压降至0V后，关闭调压器开关，再关闭发热体控制回路电源开关，最后用接地棒对高压实验设备进行放电，然后打开所述的采样球阀，让气体缓缓进入采样袋至采样袋微鼓，关闭采样球阀，将采集的气体送入本装置的气相色谱质谱联用仪，对SF6气体的分解组分及其含量进行检测和记录。
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Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104820175A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-05 | 国网安徽省电力公司 | 一种研究含微水sf6气体绝缘特性的装置与实验方法 |
| CN104914369A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-09-16 | 国家电网公司 | Sf6放电模拟平台 |
| CN105388406A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-09 | 武汉大学 | 一种气体绝缘电气设备局部放电多源联合检测方法 |
| CN105548823A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-05-04 | 武汉大学 | 一种直流气体绝缘电气设备局部放电分解模拟实验方法 |
| CN105572159A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-11 | 莆田学院 | 一种基于分子动力学和局部放电下sf6分解分析方法 |
| CN105629139A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 武汉大学 | 一种气体绝缘电气设备局部放电多源联合监测实验装置 |
| CN106872564A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 国网智能电网研究院 | 一种sf6气体传感器 |
| CN107860849A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-03-30 | 国网安徽省电力公司亳州供电公司 | 模拟空气及有机绝缘材料分解的平台及方法 |
| CN108931573A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-04 | 国家电网有限公司 | 一种模拟六氟化硫/氮气分解产物的实验装置 |
| CN109001319A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-14 | 贵州电网有限责任公司 | 一种环保型绝缘介质未知分解气体组分的定性分析方法 |
| CN109342853A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-15 | 广州供电局有限公司 | 变压器缺陷模拟设备 |
| CN110108990A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-09 | 沈阳工业大学 | 一种用于环保型气体绝缘性能研究的试验装置及方法 |
| CN110208368A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-06 | 广东电网有限责任公司 | 一种高气压高电压的绝缘气体放电及分解实验设备 |
| CN110297164A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-10-01 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 基于不同故障类型的六氟化硫分解产物提取装置及系统 |
| CN110954797A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-03 | 深圳市奥电高压电气有限公司 | 检测绝缘冷却介质各相态下介电强度的实验装置及方法 |
| CN111722066A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-29 | 武汉大学 | 一种测试环保气体绝缘介质局部放电起始电压的方法 |
| CN113588711A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-11-02 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种气体绝缘介质严重热分解区域计算装置及计算方法 |
| CN114035005A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-11 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 气体绝缘设备局部过热分解模拟实验装置及其使用方法 |
| CN117890773A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-04-16 | 国网宁夏电力有限公司 | 一种基于金属颗粒启举的电极氟化评估方法、介质及系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050233463A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-20 | Powertech Labs Inc. | Method and device for the detection of SF6 decomposition products |
| CN201828554U (zh) * | 2010-06-29 | 2011-05-11 | 河南省电力公司商丘供电公司 | 六氟化硫电气设备综合评估装置 |
| CN102495319A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-13 | 重庆大学 | 六氟化硫气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟实验方法 |
| CN102520289A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 重庆大学 | 六氟化硫气体绝缘电气设备接触面过热性故障的模拟装置 |
| CN103592582A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-02-19 | 国家电网公司 | 一种六氟化硫分解实验系统 |
| CN103913682A (zh) * | 2014-03-28 | 2014-07-09 | 重庆大学 | 应用于电气设备的绝缘气体绝缘性能实验系统及其方法 |
-
2014
- 2014-12-01 CN CN201410705155.5A patent/CN104375071A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050233463A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-20 | Powertech Labs Inc. | Method and device for the detection of SF6 decomposition products |
| CN201828554U (zh) * | 2010-06-29 | 2011-05-11 | 河南省电力公司商丘供电公司 | 六氟化硫电气设备综合评估装置 |
| CN102495319A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-13 | 重庆大学 | 六氟化硫气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟实验方法 |
| CN102520289A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 重庆大学 | 六氟化硫气体绝缘电气设备接触面过热性故障的模拟装置 |
| CN103592582A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-02-19 | 国家电网公司 | 一种六氟化硫分解实验系统 |
| CN103913682A (zh) * | 2014-03-28 | 2014-07-09 | 重庆大学 | 应用于电气设备的绝缘气体绝缘性能实验系统及其方法 |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104820175A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-05 | 国网安徽省电力公司 | 一种研究含微水sf6气体绝缘特性的装置与实验方法 |
| CN104820175B (zh) * | 2015-05-07 | 2018-04-13 | 国网安徽省电力公司 | 一种研究含微水sf6气体绝缘特性的装置与实验方法 |
| CN104914369A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-09-16 | 国家电网公司 | Sf6放电模拟平台 |
| CN105548823A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-05-04 | 武汉大学 | 一种直流气体绝缘电气设备局部放电分解模拟实验方法 |
| CN105548823B (zh) * | 2015-12-01 | 2018-02-09 | 武汉大学 | 一种直流气体绝缘电气设备局部放电分解模拟实验方法 |
| CN106872564A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 国网智能电网研究院 | 一种sf6气体传感器 |
| CN105572159B (zh) * | 2015-12-24 | 2018-06-01 | 莆田学院 | 一种基于分子动力学和局部放电下sf6分解分析方法 |
| CN105572159A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-11 | 莆田学院 | 一种基于分子动力学和局部放电下sf6分解分析方法 |
| CN105629139A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 武汉大学 | 一种气体绝缘电气设备局部放电多源联合监测实验装置 |
| CN105388406B (zh) * | 2015-12-29 | 2018-04-20 | 武汉大学 | 一种气体绝缘电气设备局部放电多源联合检测方法 |
| CN105629139B (zh) * | 2015-12-29 | 2018-04-20 | 武汉大学 | 一种气体绝缘电气设备局部放电多源联合监测实验装置 |
| CN105388406A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-09 | 武汉大学 | 一种气体绝缘电气设备局部放电多源联合检测方法 |
| CN107860849A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-03-30 | 国网安徽省电力公司亳州供电公司 | 模拟空气及有机绝缘材料分解的平台及方法 |
| CN109001319A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-14 | 贵州电网有限责任公司 | 一种环保型绝缘介质未知分解气体组分的定性分析方法 |
| CN108931573A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-04 | 国家电网有限公司 | 一种模拟六氟化硫/氮气分解产物的实验装置 |
| CN109342853A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-15 | 广州供电局有限公司 | 变压器缺陷模拟设备 |
| CN109342853B (zh) * | 2018-11-16 | 2024-05-28 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 变压器缺陷模拟设备 |
| CN110108990A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-09 | 沈阳工业大学 | 一种用于环保型气体绝缘性能研究的试验装置及方法 |
| CN110297164A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-10-01 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 基于不同故障类型的六氟化硫分解产物提取装置及系统 |
| CN110208368A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-06 | 广东电网有限责任公司 | 一种高气压高电压的绝缘气体放电及分解实验设备 |
| CN110954797A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-03 | 深圳市奥电高压电气有限公司 | 检测绝缘冷却介质各相态下介电强度的实验装置及方法 |
| CN111722066A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-29 | 武汉大学 | 一种测试环保气体绝缘介质局部放电起始电压的方法 |
| CN113588711A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-11-02 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种气体绝缘介质严重热分解区域计算装置及计算方法 |
| CN113588711B (zh) * | 2021-06-24 | 2023-02-28 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种气体绝缘介质严重热分解区域计算装置及计算方法 |
| CN114035005A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-11 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 气体绝缘设备局部过热分解模拟实验装置及其使用方法 |
| CN117890773A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-04-16 | 国网宁夏电力有限公司 | 一种基于金属颗粒启举的电极氟化评估方法、介质及系统 |
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Application publication date: 20150225 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |