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  • 电气设备SF6检测系统

    发布时间:2019-08-02 08:19:58

    气体绝缘组合电器(GIS)结构紧凑,可靠性较高,被运用于电力系统,它以 SF6气体作为绝缘和灭弧介质。但在制造、装配和运行过程中留下一些潜伏性绝缘缺陷常常引起 GIS 内部产生不同程度的局部放电(PD)。PD 产生的活性气体又会加速绝缘老化和腐蚀金属表面,可能会引发 GIS故障。因此,PD 的检测对 GIS 的安全运行有着重要的意义。

    目前对SF6裂解气体的检测方法传统的PD 检测方法和化学检测法;传统PD检测法包括脉冲电流法、超声法以及甚高频法(UHF)。尽管这些检测方法非常有效,但是在现场运用时均存在某些方面的不足。脉冲电流法抗干扰能力较弱;超声法易受到现场噪声的干扰;甚高频法(UHF)虽然抗干扰能力较强,但是其定量标定、模式识别等理论问题和关键技术尚未完全解决,这些因素都会影响对设备绝缘状况的有效评估。

     

    图为采用AVANTES高灵敏度光谱仪现场应用照片

     而化学检测法包含了气体检测管法、气相色谱法、傅立叶变换红外吸收光谱法以及电化学传感器法。每种一种方法都有自己有缺陷,以下是对每种方法缺点的介绍

    1、气体检测管法:国内外用的有 HF、SO2、SOF2检测管, 体积分数检测精度可达 10- 6级, 但其稳定度易受温/湿度影响, 存在交叉干扰。

    2、气相色谱法:可检测SOF2、SO2F2、SO2和 CF4,体积分数检测精度达到10-6级, 但色谱进样的特性决定了检测时间较长, 不能做到连续在线监测, 色谱柱使用一段时间后需要清洗等特性决定了色谱技术对环境要求高,不适于现场在线监测应用

    3、傅立叶变换红外吸收光谱法:具有检测速度快、检测组分多等优点,但 SF6及其部分分解气体的吸收峰十分接近,有交叉干扰现象

    4、电化学传感器法具有检测速度快、易实现现场带电检测等优势。但也存在组分间的交叉干扰问题、仪器的零漂及温漂问题、传感器寿命短等问题,实际应用中应定期对仪器进行校准。

     

    荷兰Avantes-AvaSpec-ULS2048X16高灵敏度紫外光谱仪,通过紫外吸收的方法检测SO2的含量;正常运行的GIS 设备内 SF6气体十分稳定,但是当设备内出现局部放电故障时,放电产生的能量会使SF6发生分解反应,生成 SF4、SF3、SF2和 S2F10等多种低氟硫化物, 它们会与 GIS中的微量水分、氧气发生反应生成 SOF2、SOF4、SO2F2、SO2、HF、H2S 等化合物;SO2是一种典型且稳定的 PD 分解产物,研究表明 SO2具有良好的紫外吸收特性,在 295-305nm 的紫外区段存在 5 个明显的吸收特征峰。紫外光谱检测系统具有价格低廉、操作简单、易于维护等优点[。考虑到 SF6的其他主要衍生物不会对 SO2的紫外定性、定量检测造成干扰;通过检测 GIS 内放电衍生物 SO2,实现内部是否出现放电故障的快速预判,并对放电时间进行模糊判断。

     

    图为在刀闸两边开孔 中间通光路

    该系统主要由荷兰Avantes公司AvaLight-D-S-DUV高功率深紫外氘灯光源、AvaSpec-ULS2048X16高紫外灵敏度光谱仪、定制气室组成;可以实时精确的用于在线GIS内SF6故障判断,乐鱼体育官方下载精度可达10- 6级;该方法具有结构简单、易于维护、适用于现场检测等优点;不需要对仪器反复校正,对于 PD故障快速检测而言,紫外吸收检测是更为有效手段。