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基于傅里叶变换红外光谱的SF6气体分解物检测方法探讨
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1 基于傅里叶变换红外光谱的 SF6 气体分解物检测方法探讨 云南电网公司曲靖供电局,包秀芬、兰马、陆大雄 摘 要:基于傅里叶变换红外光谱的 SF6 气体分解物检测系统可对 SF6 充气设备中的气体成分进行监测,能够对故障隐患进行预 警,有效降低故障的发生与发展;一旦存在故障隐患,通过所监测到的分解气体成分与浓度对故障类型进行初步分析,进一步可结合 局部放电检测等综合手段,确定故障部位及严重程度,可有效缩短维修时间,减少经济损失。此项研究有机的将电气和化学量测试结 合起来,为解决目前判断 SF6 充气设备绝缘健康状况提供非常有效的手段,为电力企业的安全稳定运行提供可靠保障。 关键词:抗干扰;傅里叶;红外;分析;FTIR;绝缘;监测 引言 众所周知,SF6 充气设备,具有绝缘性能稳定、断流能力强、重燃率低、运行可靠等优点,被广泛应用于高压和超高 压电力系统中。随着超高压 SF6 充气设备普及应用,电力系统中发生的绝缘事故率呈现显著增加趋势。因此对 SF6 充气 设备 (特别是大型高电压等级 SF6 充气设备)进行有效的故障诊断,预防可能发生的故障并快速修复故障,对保障电力系 统的可靠运行有重要的意义,通过此项研究,建立充气设备中 SF6 气体分解物的检测方式,建立 SF6 气体分解物监测数 据积累机制,逐步掌握 SF6 气体分解物特征和充气典型缺陷情况之间的关系,提取用于判断充气故障的特征量,建立 SF6 气体故障诊断的指导性原则;研究光谱扫描技术对 SF6 气体分解物检测的有效性,开发可用于现场的 SF6 分解物检测装 置。此项 SF6 气体分解物的检测方式,可以广泛应用在实际充气设备及充 SF6 气体的设备中。新的检测技术解决了现有 SF6 气体分解物检测方法存在的不足。 目前国内外局放检测方法 电气设备在安装与运行过程中,由于内部缺陷如电极表面毛刺、自由导电微粒、悬浮导体 等造成局部放电或过热等 问题。 因此局部放电检测是对电气设备进行故障诊断的重要手段之一, 常见的局放检测方法有 5 种: 1、 检测超高频(UHF) 电磁波;2、放电电流或导体电压变动等电气信号的方法;3、检测超声(AE)或振动的方法;4、检测发光的方法;5、检 测 SF6 气体分解物的方法。 国内外关于 UHF 检测法和 AE 检测法的研究比较活跃, 但这两种方法有一个共同的弱点:易于受到外界噪声的干扰。 与 UHF 检测法和 AE 检测法相比,检测 SF 6 气体分解物的方法具有不受电磁噪声和振动干扰的优点, 适合于现场使用, 除了能检测局部放电,还可用于检测过热故障;而且随着局部放电和过热的持续,SF6 分解气体的量也将逐渐累积。 初 步研究表明:不同绝缘缺陷引起的局部放电会产生不同的分解化合气体,相应的 分解化合气体成份、含量以及产生速率 等也有差异。这样使得通过分析分解产物的组分来判断故障类型成为可能,并可以通过检测设备中 SF6 气体分解气体组 分及化合产物,来判断绝缘缺陷类型、性质、程度及发展趋势。 SF 6 气体分解物性质介绍 纯净的 SF 6 气体是无色、无味、无毒、 不燃的惰性气体,其自身的分解温度大于 500℃,在正常运行的情况下分 解产物极少, 但与金属材料共存时,在 200℃时就有可能发生微量分解。 电气设备中 SF 6 气体分解的主要原因有:电 晕或局部放电、火花放电和电弧放电。 此外,由于存在金属和绝缘材料,单纯的热分解会在约 200℃时发生。当 SF6 设 备中发生绝缘故障时,放电产生的高温电弧使 SF6 气体发生分解反应,生成 SF4 、SF3 、SF2 和 S2 F10 等多种低氟硫

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