氣體分解產(chǎn)物的運行開關(guān)設(shè)備內(nèi)部缺陷判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣設(shè)備檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于SF6氣體分解產(chǎn)物的運行 開關(guān)設(shè)備內(nèi)部缺陷判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 開關(guān)設(shè)備長期運行過程中，SF6氣體絕緣開關(guān)設(shè)備運行中出現(xiàn)放電、過熱等缺陷， 影響設(shè)備安全運行?，F(xiàn)場經(jīng)驗表明SF6氣體分解產(chǎn)物檢測手段可有效檢測出設(shè)備內(nèi)部缺 陷，需要提出有效的設(shè)備缺陷判斷方法，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，避免出現(xiàn)設(shè)備故障引發(fā)事故。
[0003] 開關(guān)設(shè)備傳統(tǒng)的電氣設(shè)備檢測手段和局放檢測方法存在一定的制約，難以及時有 效檢測出設(shè)備內(nèi)部缺陷，針對運行開關(guān)設(shè)備內(nèi)部缺陷的檢測與判斷，現(xiàn)場主要開展局部放 電或SF6氣體分解產(chǎn)物帶電檢測。
[0004] (1)采用局部放電檢測技術(shù)，可對設(shè)備內(nèi)部發(fā)生的電暈放電、火花放電、導(dǎo)電微粒、 絕緣沿面和內(nèi)部氣隙等缺陷進(jìn)行診斷，提出了脈沖電流、超聲波和特高頻法檢測不同缺陷 發(fā)展的特征局放信號及診斷原則。
[0005] 在金屬尖端、自由金屬微粒、沿面、懸浮電位和絕緣內(nèi)部氣隙等典型局放缺陷下， 得到了脈沖電流法PRPD圖譜、特高頻PRPS圖譜與超聲波特征指數(shù)圖譜的變化、發(fā)展規(guī)律， 見表2~表6。提取了視在局放量、特高頻相位分布、超聲波特征指數(shù)等參數(shù)的變化，可表征 局部放電缺陷發(fā)展中起始電壓至擊穿電壓區(qū)間的特征參數(shù)變化規(guī)律，用來判斷開關(guān)設(shè)備存 在的運行潛伏性缺陷。但是，局放檢測方法不能判斷設(shè)備內(nèi)部存在的電弧放電故障，也難以 檢測出設(shè)備的過熱缺陷，且局放檢測受檢測環(huán)境的電磁干擾影響較大，難以得到定量結(jié)果， 其對設(shè)備內(nèi)部缺陷判斷仍存在不足。
[0006] 脈沖電流法需外接電容和檢測阻抗測量設(shè)備產(chǎn)生的局放信號，僅在實驗室用于標(biāo) 定局部放電的視在局放量，不能用于現(xiàn)場運行設(shè)備的局放缺陷檢測。
[0007] 特高頻法要求被測設(shè)備帶有能夠輻射出電磁波的絕緣縫隙，如盆式絕緣子、觀察 窗等，否則應(yīng)在被測設(shè)備內(nèi)部預(yù)先安裝內(nèi)置特高頻傳感器。此外，由于電磁波的傳播速度快 且衰減較小，局放缺陷的精確定位通常采用高速數(shù)字示波器采集，對檢測信號進(jìn)行濾波以 獲取包絡(luò)線或比較不同部位的特高頻信號強弱，實現(xiàn)局放缺陷定位，檢測精度較差。
[0008] 超聲波檢測法對絕緣內(nèi)部放電靈敏度較差，僅對近距離的放電缺陷較敏感，且易 受周圍環(huán)境噪聲的影響，特別當(dāng)被測設(shè)備自身存在機械振動或電磁振動時，將會對超聲波 檢測結(jié)果造成較大的影響，嚴(yán)重時甚至可造成誤判。此外，因固體絕緣材料對超聲波信號的 傳播衰減較大，其不宜用于檢測SF6開關(guān)設(shè)備的盆式絕緣子放電缺陷。
[0009] (2)采用SF6氣體狀態(tài)帶電檢測技術(shù)判斷設(shè)備運行內(nèi)部缺陷，制定了國家電網(wǎng)公 司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW1896-2013《SF6氣體分解產(chǎn)物檢測技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用導(dǎo)則》，提出了氣體絕 緣設(shè)備運行狀態(tài)判斷的檢測組分、技術(shù)指標(biāo)和評價結(jié)果，見表7。
[0010] 若檢測到設(shè)備中SF6氣體分解產(chǎn)物S02或H2S含量出現(xiàn)異常，應(yīng)結(jié)合SF6氣體分 解產(chǎn)物的C0、CF4含量及其它狀態(tài)參量變化、設(shè)備電氣特性、運行工況等，對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行 綜合診斷。
[0011] SF6氣體分解產(chǎn)物帶電檢測方法制定了該項技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用導(dǎo)則，提出了設(shè)備狀 態(tài)判斷的SF6氣體分解產(chǎn)物單一組分含量范圍。由于設(shè)備運行工況較復(fù)雜，SF6氣體分解 產(chǎn)物檢測結(jié)果受多因素影響，與環(huán)境條件、設(shè)備結(jié)構(gòu)等均有關(guān)，如氣體的空氣含量、含水量 和設(shè)備氣室的大小、開合電流等狀況，會較大影響設(shè)備中SF6氣體分解產(chǎn)物組分及其含量。 可見，SF6氣體分解產(chǎn)物單一組分含量絕對值難以用于判斷設(shè)備缺陷或運行狀態(tài)，在現(xiàn)場設(shè) 備帶電檢測或狀態(tài)檢測的可操作性較差，有必要完善設(shè)備狀態(tài)判斷指標(biāo)。
[0012] 因此，需要提供一種能夠得到各缺陷模式下的特征參量變化范圍，對設(shè)備內(nèi)部缺 陷進(jìn)行判斷的方法，提高設(shè)備缺陷判斷的可靠性和有效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種基于SF6氣體分解產(chǎn)物的運行開關(guān) 設(shè)備內(nèi)部缺陷判斷方法。
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0015] 所述方法包括：
[0016] 步驟1 :用氣相色譜檢測系統(tǒng)檢測所述運行開關(guān)設(shè)備的SF6氣體分解產(chǎn)物，所述氣 相色譜檢測系統(tǒng)包括氣相色譜儀和第一氦離子檢測器和第二氦離子檢測器；
[0017] 所述第一氦離子檢測器，用于檢測包含碳化物的3&氣體分解產(chǎn)物；所述第二氦離 子檢測器，用于檢測包含硫化物的3&氣體分解產(chǎn)物；
[0018] 步驟2 :統(tǒng)計所述SF6氣體分解產(chǎn)物的檢測結(jié)果，確定SF6氣體分解產(chǎn)物的特征氣 體，及其該特征氣體的特征參量；
[0019] 所述特征氣體包括所述3?6氣體分解產(chǎn)物中組分含量最大的氣體，以及組分含量 接近該最大含量的氣體；所述特征參量為特征氣體的含量比值；
[0020] 步驟3 :依據(jù)所述特征參量判斷所述運行開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部缺陷類型，所述運行開 關(guān)設(shè)備的內(nèi)部缺陷類型包括電弧放電缺陷、異常過熱缺陷和局部放電缺陷；
[0021] 當(dāng)所述特征氣體包括302和!125時，運行開關(guān)設(shè)備存在電弧放電缺陷或者異常過熱 缺陷；所述電弧放電缺陷和異常過熱缺陷的特征參量為S02/H2S;
[0022] 當(dāng)所述特征氣體包括S0F2、S0jPS02F2時，運行開關(guān)設(shè)備存在局部放電缺陷；所述 局部放電缺陷的特征參量為（S0F2+S02) /S02F2。
[0023] 優(yōu)選的，步驟3中，判斷所述運行開關(guān)設(shè)備存在電弧放電缺陷和異常過熱缺陷的 方法為：
[0024] 當(dāng)所述特征氣體包括S02、H2S和C0,且特征參量S02/H2S的值為1~5時，運行開 關(guān)設(shè)備存在電弧放電缺陷：若特征參量S02/H2S的值為1~3,則存在低能的電弧放電缺陷， 若特征參量S02/H2S的值為4~5時，則存在高能的電弧放電缺陷；
[0025] 當(dāng)所述特征氣體包括S02、H2S、CFJPC0 2，且特征參量S02/H2S的值為7~25時，則 運行開關(guān)設(shè)備的金屬連接件存在異常過熱點；
[0026] 當(dāng)所述特征氣體包括S02、H2S、CFJPCS2或者包括S0 2、H2S、CF4、0)2和CS2,且特征 參量S02/H2S的值為7~25時，則運行開關(guān)設(shè)備的絕緣材料存在異常過熱點；
[0027] 優(yōu)選的，步驟3中，判斷所述運行開關(guān)設(shè)備存在局部放電缺陷的方法為：
[0028] 當(dāng)特征參量（S0F2+S02)/S02F2的值小于1時，所述運行開關(guān)設(shè)備存在低能的局部放 電缺陷；當(dāng)特征參量（S0F2+S02)/S02F2的值為1~5時，所述運行開關(guān)設(shè)備存在高能的局部 放電缺陷；
[0029] 優(yōu)選的，所述局部放電缺陷的評估方法為：
[0030] 步驟（1):計算特征氣體的分解產(chǎn)率；
[0031] 步驟（2):依據(jù)所述分解產(chǎn)率和特征氣體的含量，計算開關(guān)運行設(shè)備內(nèi)部的累計 放電能量；
[0032] 步驟（3):計算局部放電的放電功率，所述放電功率為單次放電能量與脈沖重復(fù) 率的乘積；
[0033] 步驟⑷：依據(jù)所述累計放電能量和放電功率評估局部放電缺陷。
[0034] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是：
[0035] 1、本發(fā)明提供的一種基于3&氣體分解產(chǎn)物的運行開關(guān)設(shè)備內(nèi)部缺陷判斷方法， 采用SF6氣體分解產(chǎn)物中特征氣體的含量比值作為開關(guān)設(shè)備缺陷類型判斷的特征參量，其 余設(shè)備結(jié)構(gòu)、運行工況和環(huán)境條件等影響因素的關(guān)聯(lián)性較?。?br>[0036] 2、本發(fā)明提供的一種基于5&氣體分解產(chǎn)物的運行開關(guān)設(shè)備內(nèi)部缺陷判斷方法， 基于不同缺陷下的特征參量取值范圍，可以有效區(qū)分設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)的電弧、局部放電和發(fā) 熱缺陷，得到了缺陷發(fā)展過程中的