分解產(chǎn)物含量推算運(yùn)行電氣設(shè)備局部放電量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種推算運(yùn)行中3?6氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)局部放電量大小的方法，特 別涉及現(xiàn)場帶電檢測時利用設(shè)備內(nèi)SF6*解產(chǎn)物含量推算運(yùn)行電氣設(shè)備內(nèi)的局部放電量。
【背景技術(shù)】
[0002] 設(shè)備常見電氣故障特征多數(shù)伴隨局部放電效應(yīng)，發(fā)生原因均由其內(nèi)部存在的各種 缺陷引發(fā)設(shè)備內(nèi)部的電場畸變，致使某些部位電場分布不均，導(dǎo)致局部放電產(chǎn)生。局部放電 是引起絕緣劣化的主要原因，目前常用的設(shè)備故障診斷方法主要是對設(shè)備內(nèi)部局部放電過 程進(jìn)行檢測以及監(jiān)測，在一般情況下可以發(fā)現(xiàn)以及確定部分設(shè)備內(nèi)部絕緣缺陷的存在，對 保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]常見的電氣設(shè)備局部放電檢測方法有：脈沖電流法、高頻法（超高頻法）和超聲波 法。脈沖電流法應(yīng)用時間較長，有國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60270 :2000和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7354-2003規(guī) 范其檢測回路、標(biāo)定方法和試驗程序等，并可以獲得視在局部放電量，但是抗干擾性較差， 信噪比低，但無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)行電氣設(shè)備的帶電檢測。目前能用于現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備局部放電檢測 的方法為高頻法（超高頻法）和超聲波法。高頻法（超高頻法）利用局部放電輻射出的高 頻電磁波信號進(jìn)行檢測，有效地避開了現(xiàn)場常見的電磁干擾，靈敏度高，抗干擾能力較強(qiáng)， 并可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測、模式識別及故障定位，但是局部放電量難以標(biāo)定。超聲波法利用局部放 電產(chǎn)生的振動信號進(jìn)行檢測，傳感器與待測設(shè)備的電氣回路無任何聯(lián)系，抗電磁干擾能力 較強(qiáng)，并可實(shí)現(xiàn)局部放電的故障定位，但也存在局部放電量難以標(biāo)定，信噪比低，抗干擾性 較差的不足。
[0004] 在SF6氣體作為絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備中，局部放電還會引起運(yùn)行設(shè)備中SF6氣體 發(fā)生分解，與設(shè)備內(nèi)微量的水分和氧氣生成H2S、S02、S0F2、S02F2等一些低氟硫化物。通過 化學(xué)檢測手段檢測這些分解產(chǎn)物，可以作為現(xiàn)場局部放電檢測的輔助手段。目前國內(nèi)外對 電氣設(shè)備中SF6分解產(chǎn)物與局部放電狀態(tài)之間對應(yīng)關(guān)系還未做相關(guān)深入研宄，僅存在經(jīng)驗 上的判斷。特別是電氣設(shè)備中SF6分解產(chǎn)物的成分和含量多少與該設(shè)備內(nèi)局部放電量大小 之間沒有明確的對應(yīng)關(guān)系。沒有任何標(biāo)準(zhǔn)或者研宄表明，SF6*解產(chǎn)物中某一種或幾種分解 產(chǎn)物的出現(xiàn)，以及分解產(chǎn)物含量的多少對應(yīng)某種具體能量的局部放電。
[0005] 申請人利用化學(xué)理論計算的方法，根據(jù)湖北省SF6電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，建立 不同條件下3匕氣體產(chǎn)生分解產(chǎn)物的化學(xué)反應(yīng)模型并進(jìn)行模擬計算，研宄不同反應(yīng)條件下 各種SF6氣體分解產(chǎn)物生成的可能性及生成不同分解產(chǎn)物所需反應(yīng)能量的大小。同時，申請 人還設(shè)計并制造了一套用于SF6氣體分解產(chǎn)物研宄的GIS局部放電模擬實(shí)驗裝置，利用裝 置能模擬GIS內(nèi)部典型缺陷產(chǎn)生的局部放電并檢測放電電壓和放電量，采用色譜、紅外技 術(shù)檢測局部放電導(dǎo)致的SF6氣體分解產(chǎn)物，通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和逆向分析，提出了一種利用SF6 分解產(chǎn)物含量推算運(yùn)行電氣設(shè)備局放量的方法，用于解決現(xiàn)場帶電檢測無法測量電氣設(shè)備 內(nèi)局部放電量的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種SF6分解產(chǎn)物含量推算運(yùn)行電氣設(shè)備局部放 電量的方法，解決現(xiàn)場帶電檢測無法測量電氣設(shè)備內(nèi)局部放電量的不足。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案：一種SF6分解產(chǎn)物含量推算運(yùn)行電氣設(shè)備局部放電量的方法， 其特征在于，包括以下步驟：
[0008]S1、利用化學(xué)檢測手段，對發(fā)生局部放電的SF6氣體絕緣電氣設(shè)備進(jìn)行氣體成分檢 測，記錄各分解產(chǎn)物在a時刻的含量XjPX>，i是分解產(chǎn)物S0F4、S0F2、S02F2、S02、S2F1(I，j 是分解產(chǎn)物H2S;
[0009]S2、經(jīng)過至少1小時后，再次對發(fā)生局部放電的5?6氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)氣體成分 進(jìn)行檢測，記錄各分解產(chǎn)物在b時刻的含量Xit^PXjb;
[0010]S3、利用高頻局放檢測儀、超高頻局放檢測儀或超聲波局放檢測儀對發(fā)生局部放 電的3?6氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)發(fā)生局部放電的次數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，記錄時間t(t=tb -ta)內(nèi)發(fā) 生局部放電的總次數(shù)Nt;
[0011]S4、記錄發(fā)生局部放電的5?6氣體絕緣電氣設(shè)備的運(yùn)行電壓U，設(shè)備氣室內(nèi)的絕對 壓力P，采用如下公式計算設(shè)備在t時間段內(nèi)發(fā)生局部放電的平均放電量Q:
[0012]
【主權(quán)項】
1. 一種SFf^v解產(chǎn)物含量推算運(yùn)行電氣設(shè)備局部放電量的方法，其特征在于，包括以下 步驟： 51、 利用化學(xué)檢測手段，對發(fā)生局部放電的SF6氣體絕緣電氣設(shè)備進(jìn)行氣體成分檢測， 記錄各分解產(chǎn)物在a時刻的含量X iJP X >，i是分解產(chǎn)物S0F4、S0F2、S02F2、S0 2、S2F1CI，j是分 解產(chǎn)物H2S ; 52、 經(jīng)過至少1小時后，再次對發(fā)生局部放電的SF6氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)氣體成分進(jìn)行 檢測，記錄各分解產(chǎn)物在b時刻的含量X il^P X jb; 53、 利用高頻局放檢測儀、超高頻局放檢測儀或超聲波局放檢測儀對發(fā)生局部放電的 3匕氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)發(fā)生局部放電的次數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，記錄時間t(t = t b - ta)內(nèi)發(fā)生局 部放電的總次數(shù)Nt; 54、 記錄發(fā)生局部放電的5匕氣體絕緣電氣設(shè)備的運(yùn)行電壓U，設(shè)備氣室內(nèi)的絕對壓力 P，采用如下公式計算設(shè)備在t時間段內(nèi)發(fā)生局部放電的平均放電量Q :
其中，Eip為分解產(chǎn)物SOF4、SOF2、S02F 2、S02、以1(|在p壓力下的理論摩爾生成能量；E Jp 為分解產(chǎn)物H2S在5壓力下的理論摩爾生成能量；f為局部放電電能轉(zhuǎn)化率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SF 6分解產(chǎn)物含量推算運(yùn)行電氣設(shè)備局部放電量的方 法，其特征在于：通過化學(xué)計算軟件Gaussian計算得到的E ip取值為488. 6kJ/mol (p = 3atm)~693. OkJ/mol (p = 6atm)，Ejp取值為 1124. 4kJ/mol (p = 3atm)~1529. 2kJ/mol (p -6???πι) 〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SF 6分解產(chǎn)物含量推算運(yùn)行電氣設(shè)備局部放電量的方 法，其特征在于：所述局部放電電能轉(zhuǎn)化率f通過GIS局部放電模擬實(shí)驗裝置來確定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SF 6分解產(chǎn)物含量推算運(yùn)行電氣設(shè)備局部放電量的方 法，其特征在于：所述步驟Sl中的化學(xué)檢測手段包括色譜法、紅外光譜法、電化學(xué)傳感器 法。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種SF6分解產(chǎn)物含量推算運(yùn)行電氣設(shè)備局部放電量的方法，S1、記錄各分解產(chǎn)物在a時刻的含量；S2、記錄各分解產(chǎn)物在b時刻的含量；S3、記錄時間t內(nèi)發(fā)生局部放電的總次數(shù)Nt；S4、計算設(shè)備在t時間段內(nèi)發(fā)生局部放電的平均放電量Q；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了通過對SF6氣體分解產(chǎn)物含量來推算設(shè)備內(nèi)局部放電水平，解決了目前六氟化硫氣體絕緣設(shè)備在運(yùn)行情況下發(fā)生局部放電時，無法定量檢測設(shè)備內(nèi)局部放電量的問題，可以為六氟化硫氣體絕緣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)或故障程度評價提供非常重要的數(shù)據(jù)支持。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號】CN104749506
【申請?zhí)枴緾N201510158356
【發(fā)明人】蔡萱
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月3日