金属材料对SF_(6)故障分解过程的作用机理

1

作者 曾福平 朱可馨 +4 位作者 王相宇 李志惠 李子涵 陈箫扬 舍从东 《电气工程学报》 北大核心 2025年第4期389-398,共10页

气体绝缘设备(Gas-insulated switchgear,GIS)是电力系统中的关键设备,其可靠性直接影响电网安全。为此,研究了GIS中三种金属材料(Cu、Ag、Al)与SF_(6)及其故障分解产物的相互作用机理,在已开展的试验基础上,确定了包括以HF、SO_(2)F_(2... 气体绝缘设备(Gas-insulated switchgear,GIS)是电力系统中的关键设备,其可靠性直接影响电网安全。为此,研究了GIS中三种金属材料(Cu、Ag、Al)与SF_(6)及其故障分解产物的相互作用机理,在已开展的试验基础上,确定了包括以HF、SO_(2)F_(2)、SO_(2)、SOF_(2)和H_(2)S在内的SF_(6)典型故障分解产物。研究表明,在施加电场条件下,Ag对SF_(6)及HF、SO_(2)等分解产物的吸附能力最强,吸附能分别为-48.233 kcal/mol和-48.025 kcal/mol,会同时促进辉光区和主气室的反应,而Cu与SO_(2)的强化学吸附(-34.169 kcal/mol)显著影响主气室反应平衡。动力学结果显示,Cu在交变电场条件中稳定性最优,其势能波动较DC电场降低11%,而Al在电场中结构劣化显著。在过热环境中,气/固结构体系稳定性排序为Cu > Ag > Al;ReaxFF模拟显示Al在3 000 K以上出现晶格崩塌(局部负压-1.97 GPa),而Cu体系能维持正压和完整晶格。通过热力学和动力学分析,揭示了不同故障条件下金属材料对SF_(6)吸附和分解的作用机制,并为气体绝缘设备中材料选型提供了指导帮助。 展开更多

关键词 sf_(6) 故障分解 电极材料 密度泛函理论 分子动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

喷口烧蚀对SF_(6)开关设备电弧放电分解产物的影响研究

2

作者 徐孟元 杨韧 +6 位作者 王占北 徐留玉 闫静 耿英三 李旭 薛军 苏波 《高压电器》 北大核心 2025年第7期44-51,共8页

SF_(6)开关设备开断时喷口会受到电弧侵蚀,喷口烧蚀程度与分解产物密切相关,而电弧放电条件下喷口烧蚀的特征产物尚不明确,严重制约SF_(6)分解产物分析法在故障诊断方面的应用。为探明喷口烧蚀的特征产物及其与电弧能量之间的关系,文中... SF_(6)开关设备开断时喷口会受到电弧侵蚀,喷口烧蚀程度与分解产物密切相关,而电弧放电条件下喷口烧蚀的特征产物尚不明确,严重制约SF_(6)分解产物分析法在故障诊断方面的应用。为探明喷口烧蚀的特征产物及其与电弧能量之间的关系,文中基于40.5 kV SF_(6)断路器搭建电弧放电试验平台,在安装和摘除喷口的情况下开展SF_(6)、He气氛下的电弧放电试验,采用气相色谱法对试验后的气体进行定性、定量检测分析。10次5 kA电弧放电试验后发现SF_(6)气氛下喷口烧蚀产生的CF_(4)、C_(2)F_(6)、CO_(2)分别占总生成量的99.8%、77.1%、70.3%,He气氛下喷口烧蚀产生的C_(3)F_(8)占总生成量的100%。因此,CF_(4)、C_(2)F_(6)、C_(3)F_(8)、CO_(2)适合作为表征喷口烧蚀程度的指标,且与喷口烧蚀的关联度由强到弱排序为CF_(4)>C_(2)F_(6)≈C_(3)F_(8)>CO_(2)。 展开更多

关键词 六氟化硫 电弧放电 分解产物 喷口烧蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料

SF_(6)分解气体全功率光反馈频率锁定腔增强拉曼光谱动态在线检测研究

3

作者 孔维平 万福 +2 位作者 王锐 孙宏程 陈伟根 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第18期7395-7402,I0031,共9页

动态在线检测多种SF_(6)放电分解产物能更加全面地评估SF_(6)气体绝缘设备运行状态,是提升SF_(6)气体绝缘设备运行可靠性的重要手段。提出一种全功率光反馈频率锁定(full-power optical feedback frequency locking,FPOFFL)技术,并设计F... 动态在线检测多种SF_(6)放电分解产物能更加全面地评估SF_(6)气体绝缘设备运行状态,是提升SF_(6)气体绝缘设备运行可靠性的重要手段。提出一种全功率光反馈频率锁定(full-power optical feedback frequency locking,FPOFFL)技术,并设计FPOFFL腔增强拉曼光谱气体传感系统用于多种SF_(6)分解气体的动态在线测量。相比于传统的光反馈频率锁定技术,提出的FPOFFL技术能使拉曼光谱检测性能再提升2.78倍。结合标准混合气体样品确定了系统关于多种SF_(6)放电分解气体定性、定量分析的拉曼峰位置以及μL/L级别检测下限(SOF_(2):4.70μL/L,SO_(2)F_(2):3.73μL/L,COS:1.91μL/L,CF_(4):7.07μL/L,SO_(2):2.31μL/L,CO_(2)为8.59μL/L,CO:17.64μL/L)。最后,将该传感系统以1 h测量间隔对SF_(6)气体绝缘设备真型模型的局放分解气体进行7 d在线动态测量,其测量结果与气相色谱仪对比的相对误差不超过±5%,证明了该系统关于SF_(6)放电分解气体的动态在线检测能力。 展开更多

关键词 sf_(6)气体绝缘设备 sf_(6)分解气体 拉曼光谱 光反馈频率锁定

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向SF_(6)电气设备故障诊断的腔衰荡光谱法H_(2)S抗干扰检测技术研究 被引量：1

4

作者 吴芳芳 谢声益 +2 位作者 赵旭阳 李亮 林雪 《中国测试》 北大核心 2025年第S1期25-31,共7页

SF_(6)电气设备故障分解产物中H_(2)S的检测对设备绝缘状态评估至关重要,但其吸收光谱易受CO_(2)等组分的交叉干扰。该文针对基于腔衰荡光谱(CRDS)的H_(2)S检测抗干扰问题,搭建了单光束与波分复用(WDM)多光束CRDS实验平台,结合仿真与实... SF_(6)电气设备故障分解产物中H_(2)S的检测对设备绝缘状态评估至关重要,但其吸收光谱易受CO_(2)等组分的交叉干扰。该文针对基于腔衰荡光谱(CRDS)的H_(2)S检测抗干扰问题,搭建了单光束与波分复用(WDM)多光束CRDS实验平台,结合仿真与实测分析,研究了温度及多组分气体对H_(2)S检测的影响机制。通过HITRAN数据库仿真发现,1578.1 nm附近H_(2)S与CO_(2)吸收谱线重叠显著,而WDM多光束系统可分离CO_(2)干扰波段(1600 nm)。实验结果表明,在CO_(2)体积分数为102 ppmv时,单光束测量误差达30.1%,而WDM多光束误差降至14.9%;通过光腔温度控制模块(±0.1℃稳定性)与温度校正模型,混合气体浓度线性度r2达0.999以上。该研究验证了多光束CRDS系统在抗干扰与温度鲁棒性方面的优势,为SF_(6)设备故障诊断提供了高精度检测方案。 展开更多

关键词 腔衰荡光谱 sf_(6)分解产物 H_(2)S检测 波分复用 交叉干扰

在线阅读 下载PDF 职称材料

脉冲DBD体系SF_(6)降解过程操作参数影响研究

5

作者 樊立波 黄佳斌 +11 位作者 韩荣杰 王宇非 罗少杰 向新宇 李亚龙 张晓星 陈铁义 史宇超 宣羿 来益博 蒋建 陈怡然 《高压电器》 北大核心 2025年第6期191-199,209,共10页

强温室效应气体六氟化硫(SF_(6))的降解处理是环境保护领域的一个研究热点。为研究微秒脉冲介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体降解SF_(6)的过程,文中搭建了微秒脉冲介质阻挡放电SF_(6)降解及检测实验平台,考察了... 强温室效应气体六氟化硫(SF_(6))的降解处理是环境保护领域的一个研究热点。为研究微秒脉冲介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体降解SF_(6)的过程,文中搭建了微秒脉冲介质阻挡放电SF_(6)降解及检测实验平台,考察了脉冲电压与频率两个电学参数及SF_(6)初始体积分数对SF_(6)降解过程的影响。结果表明,脉冲电压与频率的提升可有效增加体系放电功率,电压的增加可有效提升单脉冲放电能量与最大转移电荷量。频率和电压的上升促进了SF_(6)降解过程,在频率由14 kHz提升至15 kHz时SF_(6)降解率有一次明显提升,相较于14 kHz提升约44%。此外,在15 kHz条件下系统具有最佳的能量效率,此时脉冲电源驱动的反应器稳定运行温度低于交流电源。通过产物检测发现,脉冲放电条件下主要降解产物为SO2F2与SOF_(4),随着放电功率的提升,SOF_(4)产量逐渐下降。相关研究结果为脉冲DBD处理SF_(6)提供了实验支撑。 展开更多

关键词 微秒脉冲 介质阻挡放电 sf_(6)降解 放电特性 产物分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于石墨烯/金属异质结的SF_(6)分解产物特性研究

6

作者 林露 曹志刚 +2 位作者 向英瀚 张强 刘晓波 《高压电器》 北大核心 2025年第3期200-204,共5页

文中详细探讨了石墨烯/金属这种异质结结构对SF_(6)分解产物H2S和SO_(2)的吸附行为的影响。实验结果显示,石墨烯/金和石墨烯/铂异质结结构在吸附H2S或SO_(2)气体时,电阻率变化率出现峰值或出现电阻率变化率下降现象。进一步研究表明,这... 文中详细探讨了石墨烯/金属这种异质结结构对SF_(6)分解产物H2S和SO_(2)的吸附行为的影响。实验结果显示,石墨烯/金和石墨烯/铂异质结结构在吸附H2S或SO_(2)气体时,电阻率变化率出现峰值或出现电阻率变化率下降现象。进一步研究表明,这种异质结电阻率变化率曲线吸附峰的具体位置由石墨烯与金属之间的费米能级差异决定,而气敏响应强度则由两者之间的费米能级差异及金属的功函数共同作用。该研究基于相关理论基础,为开发新型石墨烯气体传感器在检测SF_(6)分解产物方面的应用提供了理论指导和参考。 展开更多

关键词 石墨烯/金属异质结 sf_(6)分解气体 吸附峰 费米能级差 气体传感器

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于腔衰荡光谱原理的SF_(6)分解产物高精度检测技术

7

作者 蒋安昊 邓瑾 +2 位作者 吕浩楠 张欣冉 张潮海 《电工技术学报》 北大核心 2025年第19期6293-6305,共13页

分解组分分析(DCA)是监测SF_(6)气体绝缘电气设备绝缘状态的有效手段之一。然而,现有的检测方法大都无法兼顾实用性和检测精度,难以满足现代电力工业生产的要求。因此,该文设计了一套基于腔衰荡光谱(CRDS)原理的气体浓度检测系统,利用... 分解组分分析(DCA)是监测SF_(6)气体绝缘电气设备绝缘状态的有效手段之一。然而,现有的检测方法大都无法兼顾实用性和检测精度,难以满足现代电力工业生产的要求。因此,该文设计了一套基于腔衰荡光谱(CRDS)原理的气体浓度检测系统,利用集成光学元件和嵌入式微处理系统搭建了SF_(6)特征分解产物高精度检测装置。通过调制激光器输出中心波长,实现了20×10^(-6)量程内H_(2)S及200×10^(-6)量程内CO和CO_(2)的准确测量,目标气体吸收系数与浓度的线性回归拟合优度均高于0.999。利用Allan方差分析,系统的检测限分别可达到4.25×10^(-9)(H_(2)S)、10.4×10^(-9)(CO)、24.8×10^(-9)(CO_(2))。并且研究了多特征产物混合气体的光谱特性,通过多元线性回归的方法解决了H_(2)S和CO_(2)的交叉干扰问题,校正后平均检测误差小于标气浓度的5%。该研究结果可为气体绝缘电气设备的潜在性绝缘故障诊断提供一种有效的方法。 展开更多

关键词 sf_(6)分解产物 腔衰荡光谱 浓度检测 交叉干扰

在线阅读 下载PDF 职称材料

局部过热下SF_(6)特征分解气体在GIS间隔内部扩散规律研究

8

作者 莫狄 关向雨 +2 位作者 赵俊义 于文旭 赖泽楷 《电网技术》 北大核心 2025年第9期3958-3967,I0141,I0143,I0144,共13页

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)触头处的接触不良会引起局部过热,造成其内部绝缘气体SF_(6)产生可用于故障检测的特征分解气体,准确把握特征分解气体在GIS设备内部的形成和扩散规律,有助于优化传感器布局,提升缺陷检... 气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)触头处的接触不良会引起局部过热,造成其内部绝缘气体SF_(6)产生可用于故障检测的特征分解气体,准确把握特征分解气体在GIS设备内部的形成和扩散规律,有助于优化传感器布局,提升缺陷检测的灵敏度。为此,该文在分析SF_(6)气体热分解机理的基础上,构建了加载气体组分传输理论的热-流多物理场耦合数值计算模型,得出CO、HF、H_(2)S和SO_(2)特征分解气体在GIS间隔腔体内部的时空分布,揭示其扩散规律并提出气体采样布局优化措施。搭建过热性故障模拟实验平台与物理模型进行对比,两者结果在低浓度有较好的一致性,在高浓度CO和H_(2)S气体出现了最大约为10%的偏差。结果表明:4种特征分解气体在腔内的扩散路径基本相同,扩散路径为:故障点-屏蔽罩开口-内腔上壁面-左右侧法兰盘;扩散速率有明显差异:HF气体扩散速率最快,H_(2)S和CO气体扩散速率次之,SO_(2)气体扩散速度最慢。气体采样点布置于屏蔽罩热流偏转空间时检测效果最佳。 展开更多

关键词 气体绝缘开关设备 sf_(6)气体分解 气体扩散 电化学气体传感器 多组分气体传输

在线阅读 下载PDF 职称材料

g-C_(3)N_(4)对SF_(6)分解组分吸附的第一性原理研究

9

作者 霍浩 刘冰冰 +4 位作者 郭富强 宋典 孟雄凤 包艳艳 李小强 《中国材料进展》 北大核心 2025年第5期499-504,共6页

开发性能优异的气敏材料是准确检测SF_(6)分解特征组分,评估电气设备运行情况的有效策略之一。基于第一性原理研究石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))对SF_(6)分解特征气体H_(2)S、SO_(2)、SOF_(2)和SO_(2)F_(2)的吸附特性,系统探究g-C_(3)N_(4... 开发性能优异的气敏材料是准确检测SF_(6)分解特征组分,评估电气设备运行情况的有效策略之一。基于第一性原理研究石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))对SF_(6)分解特征气体H_(2)S、SO_(2)、SOF_(2)和SO_(2)F_(2)的吸附特性,系统探究g-C_(3)N_(4)吸附气体分子前后体系吸附能、差分电荷、静电势、LUMO/HOMO轨道、电子性质及功函数的演化规律。结果表明:g-C_(3)N_(4)对SO_(2)、SOF_(2)和SO_(2)F_(2)的吸附效果显著优于对H_(2)S;吸附SO_(2)F_(2)后g-C_(3)N_(4)朝向气体分子转移电子,且临近原子间相互作用强烈,倾向于化学吸附;各吸附体系的LUMO/HOMO能级均大于气体分子的能级,g-C_(3)N_(4)吸附气体分子后吸附体系趋于稳定;气体吸附反应发生后解吸的难易程度依次为SO_(2)、H_(2)S、SOF_(2)、SO_(2)F_(2);功函数计算表明g-C_(3)N_(4)吸附各气体分子后束缚电子的能力有所增强,但各体系束缚能力存在差异,使g-C_(3)N_(4)具备准确检测SF_(6)分解特征气体的选择性。本研究可为g-C_(3)N_(4)在SF_(6)分解特征组分检测领域的应用提供理论基础。 展开更多

关键词 sf_(6)分解组分 气体吸附 第一性原理 石墨相氮化碳 静电势 电子性质

在线阅读 下载PDF 职称材料

石墨烯涂覆微纳光纤气体传感机理与SF_(6)分解组分SO_(2)检测

10

作者 张引 陈奥 +3 位作者 余雯雯 张国治 蔡逸杰 张晓星 《电力工程技术》 北大核心 2025年第2期220-228,共9页

准确有效监测气体绝缘设备(gas insulated equipment,GIE)内部SF_(6)分解组分对设备故障诊断及状态评估具有重要意义。但现有外置检测方法受采样点和设备内组分扩散速率限制,难以精确掌握设备内组分浓度。为此,文中提出一种基于表面涂... 准确有效监测气体绝缘设备(gas insulated equipment,GIE)内部SF_(6)分解组分对设备故障诊断及状态评估具有重要意义。但现有外置检测方法受采样点和设备内组分扩散速率限制,难以精确掌握设备内组分浓度。为此,文中提出一种基于表面涂覆微纳光纤(micro/nano fiber,MNF)的SF_(6)分解组分SO_(2)检测方法,具有应用于GIE内置光纤传感在线监测的潜力。基于密度泛函理论分析石墨烯的光学气敏响应性能,搭建光纤环形腔衰荡(fiber-loop ringdown,FLRD)气体检测系统,开展典型SF_(6)分解组分检测实验。仿真结果表明,石墨烯在吸附SO_(2)气体分子后,光学特性变化较为显著,说明其对SO_(2)具有良好的光学气敏响应性能。实验结果同样发现,该气体检测系统可实现常温下低浓度的SO_(2)气体检测,在0~200μL/L浓度范围内呈现良好的线性关系,SO_(2)检测最大相对误差为4.89%,灵敏度为0.81 ns/(μL·L^(−1));而增加光纤放大器可以有效提升检测性能,系统灵敏度达到1.24 ns/(μL·L^(−1))。文中所提检测方法为GIE内置式光纤传感在线监测SF_(6)分解组分提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 气体绝缘设备(GIE)在线监测 sf_(6)分解组分 光纤气体传感 表面涂覆 气体检测 微纳光纤(MNF)

在线阅读 下载PDF 职称材料

SF_(6)/N_(2)混合气体弧后分解产物检测与分析 被引量：3

11

作者 封鼎 林莘 +3 位作者 马凤翔 张佳 庚振新 刘祥峰 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期97-106,共10页

目前电力行业中SF_(6)/N_(2)混合气体代替纯SF_(6)逐步得到推广,开展SF_(6)/N_(2)混合气体放电分解产物检测对电气设备运行状态评估具有重要意义。为探究SF_(6)/N_(2)混合气体电弧放电分解产物规律,开展了电弧放电实验,提出铜管引气技... 目前电力行业中SF_(6)/N_(2)混合气体代替纯SF_(6)逐步得到推广,开展SF_(6)/N_(2)混合气体放电分解产物检测对电气设备运行状态评估具有重要意义。为探究SF_(6)/N_(2)混合气体电弧放电分解产物规律,开展了电弧放电实验,提出铜管引气技术并结合气相色谱仪解决了痕量组分难以快速有效检测的技术难题,实现了对SF_(6)/N_(2)混合气体电弧放电后分解产物的定性和定量检测,并利用密度泛函理论对主要分解路径的反应热进行计算,分析分解产物的形成原因和体积分数的变化规律。结果表明,SF_(6)/N_(2)混合气体在电弧放电下分解组分主要有CF_(4)、CH_(4)、CO_(2)、C_(2)F_(6)、SO_(2)F_(2)、SOF_(2)、SO_(2)、NF_(3)和N_(2)O,其中组分SOF_(2)、SO_(2)的生成量最高,NF_(3)和N_(2)O次之,CF_(4)和C_(2)F_(6)生成量最低。并且混合气体中N_(2)比重越大,电弧放电后NF_(3)和N_(2)O两种组分生成量越高,其余组分的生成量越低。NF_(3)和N_(2)O两种组分性质稳定且无毒,可以作为SF_(6)/N_(2)混合气体分解产物的特征组分。 展开更多

关键词 sf_(6)/N_(2) 电弧放电 分解产物 密度泛函理论 反应热

在线阅读 下载PDF 职称材料

SF_(6)断路器模拟烧蚀过程中气体分解产物特性研究 被引量：6

12

作者 相中华 孙尚鹏 +3 位作者 魏莹 王尧平 王羽 马飞越 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期131-138,145,共9页

SF_(6)断路器灭弧室中的SF_(6)、微水微氧及固体绝缘材料在电弧作用下会分解重组,生成新的组分气体。为研究SF_(6)断路器完整电寿命周期内,开断电流后各气体分解产物体积分数的变化规律,搭建了断路器全寿命模拟烧蚀试验平台,进行了69次... SF_(6)断路器灭弧室中的SF_(6)、微水微氧及固体绝缘材料在电弧作用下会分解重组,生成新的组分气体。为研究SF_(6)断路器完整电寿命周期内,开断电流后各气体分解产物体积分数的变化规律,搭建了断路器全寿命模拟烧蚀试验平台,进行了69次烧蚀试验,测量了烧蚀过程中的电压电流参数和各气体分解产物体积分数。结果表明:SOF_(2)、CF_(4)、SO_(2)为主要产物,SO_(2)F_(2)、SOF_(4)体积分数较低,H_(2)S不能稳定检出;SOF_(2)、CF_(4)、SO_(2)、SO_(2)F_(2)体积分数均随烧蚀次数增加而增加。主要产物中,SOF_(2)和SO_(2)的生成量与电弧能量呈线性关系;CF_(4)生成量与电弧能量之间没有明显规律,其原因可能在于电弧对于固体绝缘材料的烧蚀具有随机性。吸附剂对SOF_(2)与SOF_(4)吸附作用显著,对其余产物未表现出明显的吸附效果。最后提出了通过SO_(2)体积分数评估断路器剩余电寿命的方法。 展开更多

关键词 sf_(6)断路器 气体分解产物 电弧能量 电寿命

在线阅读 下载PDF 职称材料

高压套管表带触指SF_(6)气氛中高温腐蚀特性研究 被引量：1

13

作者 田汇冬 靳守锋 +3 位作者 谢韬 赵子辰 王青于 彭宗仁 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期171-182,190,共13页

表带触指作为高压套管中电连接结构的关键部件,其接触劣化受到电、热、化学的联合作用。目前影响表带触指劣化腐蚀的关键因素尚不清楚,亟待开展相关研究。文中基于表带触指劣化试验系统开展了表带触指高温腐蚀特性研究:基于热力学原理... 表带触指作为高压套管中电连接结构的关键部件,其接触劣化受到电、热、化学的联合作用。目前影响表带触指劣化腐蚀的关键因素尚不清楚,亟待开展相关研究。文中基于表带触指劣化试验系统开展了表带触指高温腐蚀特性研究:基于热力学原理分析了不同金属材料对SF_(6)气体分解产物的反应倾向;同时,开展了高温下表带触指在SF_(6)气体中的腐蚀试验,获得了不同过热分解条件下表带触指的腐蚀特性。研究发现,表带触指发生腐蚀反应的类型主要取决于温度最高点的位置和SF_(6)气体过热分解程度,SF_(6)过热分解初期氟化物的特征峰更强。当触指温度高于周边温度且SF_(6)分解程度较低时,表带触指主要受到氟化腐蚀,当SF_(6)分解程度较高时,表带触指主要受到硫化腐蚀。相关研究可为高压套管触指结构的过热故障分析及可靠性运行提供实践依据。 展开更多

关键词 高压套管 表带触指 腐蚀 热力学 sf_(6)分解

在线阅读 下载PDF 职称材料

SF_(6)放电分解产物荧光抑制光纤增强拉曼光谱动态高灵敏检测研究

14

作者 冉童沁 万福 +4 位作者 周湶 孔维平 刘强 龙英凯 陈伟根 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期2189-2199,共11页

分析SF_(6)放电分解产物组分和含量的动态变化是SF_(6)封闭式组合电器(Gas-Insulated Switchgear,GIS)状态诊断的关键。本文提出荧光抑制光纤增强拉曼光谱(Fiber-Enhanced Raman Spectroscopy,FERS)动态高灵敏检测方法。首先搭建了SF_(6... 分析SF_(6)放电分解产物组分和含量的动态变化是SF_(6)封闭式组合电器(Gas-Insulated Switchgear,GIS)状态诊断的关键。本文提出荧光抑制光纤增强拉曼光谱(Fiber-Enhanced Raman Spectroscopy,FERS)动态高灵敏检测方法。首先搭建了SF_(6)放电分解产物荧光抑制FERS检测系统,通过结合CCD数字滤波和小孔空间滤波的协同荧光滤波方法,系统信噪比提升228.4%;基于Allan方差分析确定了系统最佳积分时间为220 s。然后在2 bar压强、220 s积分时间下,基于标准混合气体样品分析确定了用于同时定性与定量分析SF_(6)放电分解产物SOF_(2),SO_(2)F_(2),COS,CF_(4),SO_(2),CO_(2),CO的特征拉曼谱峰,并计算得检测下限分别为1.95 ppm,1.78 ppm,0.83 ppm,2.41 ppm,0.93 ppm,2.51 ppm,6.69 ppm。最后通过连续168 h的GIS等比缩小模型局部放电实验证明了上述系统可实现SF_(6)放电分解产物的动态高灵敏检测,且与气相色谱法结果偏差小于±5%。实验结果表明,本文提出的检测方法可为GIS的安全运行提供技术支撑。 展开更多

关键词 sf_(6)封闭式组合电器 sf_(6)放电分解产物 光纤增强拉曼光谱 协同荧光滤波 气体分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

变电站内SF_(6)分解物检测追踪系统设计 被引量：3

15

作者 王建邦 喇元 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第3期144-151,共8页

六氟化硫(SF_(6))气体分解与泄漏现象日趋严重,给电气设备的绝缘性能带来了严重的负面影响,甚至对电气设备在运行过程中的安全性产生了极大的威胁。为快速有效地对SF_(6)气体的分解物(二氧化硫SO_(2)、硫化氢H_(2)S等)进行检测并定位泄... 六氟化硫(SF_(6))气体分解与泄漏现象日趋严重,给电气设备的绝缘性能带来了严重的负面影响,甚至对电气设备在运行过程中的安全性产生了极大的威胁。为快速有效地对SF_(6)气体的分解物(二氧化硫SO_(2)、硫化氢H_(2)S等)进行检测并定位泄露源,该研究基于高级精简指令集计算机(advanced RISC machine,ARM)控制器设计了可以检测以上两种主要有毒气体的电子鼻系统。接着以模拟退火算法为基础,提出气体烟羽追踪方法,旨在解决气体泄露源定位问题。气体浓度检测实验表明,相比MX6商业电子鼻,该文自制的电子鼻系统的气体浓度检测相对误差在0.7×10^(-6)以内,可以有效地检测以上两种有毒气体。此外,考虑到以上气体具有毒性,以乙醇气体为气味源进行了气体烟羽追踪实验。结果表明,该文所提出算法的有效性和实时性较好,平均定位误差只有0.63 m。以上实验证明该设计的电子鼻及模拟退火算法能够满足移动机器人进行SF_(6)分解气体泄漏检测的应用需求。 展开更多

关键词 sf_(6)分解气体 烟羽追踪 电子鼻 模拟退火算法 泄漏检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

SF_(6)气氛下聚四氟乙烯的热解研究

16

作者 杨韧 郭萌 +3 位作者 杨景慧 汪金星 张晓 张伟强 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期189-193,共5页

SF_(6)设备内局部过热故障会产生全氟碳烃类特征分解产物。为了探明氟碳烃分解产物与PTFE热分解劣化过程的内在联系,本研究采用同步差示扫描量热/热重/色谱联用技术,构建可追踪到氟碳烃分解产物的六氟化硫热分解反应模型。系统地将热解... SF_(6)设备内局部过热故障会产生全氟碳烃类特征分解产物。为了探明氟碳烃分解产物与PTFE热分解劣化过程的内在联系,本研究采用同步差示扫描量热/热重/色谱联用技术,构建可追踪到氟碳烃分解产物的六氟化硫热分解反应模型。系统地将热解升温速率/分解温度/分解产物体积分数条件与实验确定的特征分解产物/绝缘材料侵蚀联系起来,阐明了500~600℃温度区间SF_(6)-PTFE热分解形成六氟乙烷、八氟丙烷的化学反应历程。该结果可直接应用于局部过热故障造成的断路器喷口侵蚀进行定性定量检测,相关氟化分解反应为喷口故障精准分析提供实验和理论依据。 展开更多

关键词 聚四氟乙烯 热分解 sf_(6)分解产物 喷口侵蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料

SF_(6)组分高精度分离、多通道持续测量技术优化与应用 被引量：1

17

作者 张长虹 杨旭 +2 位作者 黎卫国 李明洋 李云凡 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期179-187,196,共10页

六氟化硫气体绝缘电力设备(SF_(6)设备)因其优秀的绝缘、灭弧性能以及占地少,可靠性高,安全,维护工作量小等诸多优点,得到广泛应用。SF_(6)设备在安装、运行过程中的诸多因素都可能导致设备出现绝缘缺陷,测量设备内SF_(6)气体中典型分... 六氟化硫气体绝缘电力设备(SF_(6)设备)因其优秀的绝缘、灭弧性能以及占地少,可靠性高,安全,维护工作量小等诸多优点,得到广泛应用。SF_(6)设备在安装、运行过程中的诸多因素都可能导致设备出现绝缘缺陷,测量设备内SF_(6)气体中典型分解产物的含量是判断绝缘缺陷的最有效检测手段之一。为检测SF_(6)气体的分解产物,通常使用离线仪器对变电站的SF_(6)设备进行定期巡检,如SF_(6)分解产物测试仪、SF_(6)纯度测试仪,分解产物测试仪主要基于电化学检测原理测试气体体积分数,纯度测试仪主要基于热导法测试SF_(6)纯度值。这些方法的检测组分少、实时性差,通常在设备故障后才能检测到气体组分异常,无法提前预防设备潜伏性故障。而在线监测技术目前仅仅在气体密度、温度和湿度等方面得到了较为成熟的应用,至今没有一套成熟、稳定、可靠的分解产物在线监测技术能满足现场运行要求。文中提出一种SF_(6)气体分解产物的高精度分离、多通道持续测量的技术,解决了长时间监测过程中气体流量不稳定、单通道检测效率低、无法远程进行色谱取样分析等技术难题。与传统离线检测手段相比,该方法具备检测组分多、能够远程实时监控、长时间监控稳定性好、监测效率更高等优点,填补了气相色谱法在SF_(6)气体在线监测方面应用的不足。采用此方法,通过持续不间断监测SF_(6)设备中10余种特征气体组分的体积分数,可以准确、实时、高效地评估SF_(6)设备当前的绝缘缺陷状态。 展开更多

关键词 sf_(6)设备 气体分解产物 高精度分离 多通道持续测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

SF_(6)分解气体光声光谱检测的交叉干扰及其标定方法研究 被引量：1

18

作者 邬才斌 陈筱平 +11 位作者 王成强 李果 黄曦 张周胜 沈恩泽 赵振中 张磊 李海龙 胡勇 文嘉 贾玻 周茂 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期188-196,共9页

SF_(6)气体绝缘设备内发生局部放电时会分解生成一系列微量气体产物,实现对该分解产物的实时检测对及时发现设备的绝缘缺陷、维护电网安全运行具有重要意义。文中针对SF_(6)分解气体的光声光谱在线检测技术,分析了其技术难点,并对SF_(6... SF_(6)气体绝缘设备内发生局部放电时会分解生成一系列微量气体产物,实现对该分解产物的实时检测对及时发现设备的绝缘缺陷、维护电网安全运行具有重要意义。文中针对SF_(6)分解气体的光声光谱在线检测技术,分析了其技术难点,并对SF_(6)分解物的交叉干扰以及标定等关键技术进行研究讨论。提出了SF_(6)分解物滤光片的科学选择方法,并通过大量实验确定了7种SF_(6)分解物的特征气体组合及其对应的滤光片红外吸收峰参数;同时,采用多组分气体标定方法消除分解物气体组分在检测中的交叉干扰影响。通过文中的研究,对解决SF_(6)分解气体光声光谱在线检测技术的关键问题提供了参考思路。 展开更多

关键词 sf_(6)分解气体 光声光谱技术 局部放电 故障预警 在线检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于同位素示踪法的微量O_(2)对电弧放电下SF_(6)分解产物影响的研究

19

作者 张振乾 杨韧 +4 位作者 徐留玉 徐孟元 高超 李小全 张万军 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期192-199,共8页

SF_(6)气体绝缘开关设备电弧放电下O_(2)对SF_(6)分解产物具有显著影响,但其影响规律及相关作用机制目前尚不清楚。针对这一问题,文中利用^(18)O_(2)作为示踪剂开展了电弧放电实验,利用GC⁃MS分析了放电过程中和放电后含^(18)O同位素物... SF_(6)气体绝缘开关设备电弧放电下O_(2)对SF_(6)分解产物具有显著影响,但其影响规律及相关作用机制目前尚不清楚。针对这一问题,文中利用^(18)O_(2)作为示踪剂开展了电弧放电实验,利用GC⁃MS分析了放电过程中和放电后含^(18)O同位素物质的变化规律,明确了电弧放电下SF_(6)分解产物的形成途径及^(18)O_(2)对SF_(6)分解产物的影响,阐明了其深层化学反应机理。结果表明,电弧放电下O_(2)杂质会在不同程度上促进SOF_(2)、SO_(2)、SO_(2)F_(2)、CO_(2)的生成,其中O_(2)主要以分解后的O原子参与SOF_(2)、SO_(2)、CO_(2)的生成反应,以O_(2)分子和分解后的O原子共同参与SO_(2)F_(2)的生成反应。SOF_(2)和SO_(2)F_(2)的生成主要由放电过程中发生的复合反应主导,SO_(2)的生成主要由放电后发生的分子间反应主导,CO_(2)的生成则来自两者的共同作用。 展开更多

关键词 sf_(6)分解产物 电弧放电 影响规律 氧同位素示踪法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于氧同位素示踪技术的H_(2)O对SF_(6)电弧放电分解产物的影响研究

20

作者 徐孟元 杨韧 +3 位作者 汪金星 李旭 崔庭东 张军 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期69-76,共8页

SF_(6)分解产物与SF_(6)开关设备故障放电类型和严重程度存在内在联系,可通过分解产物分析实现对开关设备的故障诊断。H_(2)O对SF_(6)电弧放电分解产物具有显著影响,但其影响规律及相关作用机制目前尚不清楚,严重制约了分解产物分析法... SF_(6)分解产物与SF_(6)开关设备故障放电类型和严重程度存在内在联系,可通过分解产物分析实现对开关设备的故障诊断。H_(2)O对SF_(6)电弧放电分解产物具有显著影响,但其影响规律及相关作用机制目前尚不清楚,严重制约了分解产物分析法的工程应用。为解决这一问题,文中搭建了SF_(6)开关设备电弧放电分解产物实验研究平台,利用H_(2)^(18)O作为示踪剂开展了电弧放电实验,利用气相色谱质谱联用仪分析了放电过程中和放电后含^(18)O同位素物质的变化规律,明确了电弧放电下SF_(6)分解产物的形成途径及H_(2)O对SF_(6)分解产物的影响,阐明了其深层化学反应机理。研究发现,H_(2)O会直接参与SOF_(2)、SO_(2)、SO_(2)F_(2)和CO_(2)的生成反应,化学反应机理的不同导致各物质的形成与演化规律具有显著差异。其中,SOF_(2)和SO_(2)F_(2)的生成主要由放电过程中发生的分解反应和复合反应主导,SO_(2)的生成主要由放电后发生的分子间反应主导,CO_(2)的生成则来自两者的共同作用。 展开更多

关键词 电弧放电 sf_(6)分解产物 H_(2)O杂质 同位素示踪

在线阅读 下载PDF 职称材料