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檢測分解產(chǎn)物來判斷SF6電氣設(shè)備故障方法
因?yàn)榻^緣性能好、體積小等優(yōu)點(diǎn)，近些年，SF6電氣設(shè)備大行其道，逐步取代了以絕緣油和干燥空氣作為絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備，據(jù)不*統(tǒng)計，全國SF6電氣設(shè)備達(dá)數(shù)十萬臺，已成為電力系統(tǒng)的主要設(shè)備，其應(yīng)用對提高電力生產(chǎn)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到了很好的作用。但是SF6電氣設(shè)備也不是無缺的，由于在設(shè)計、材質(zhì)、工藝和維護(hù)等方面存在些盲目性，使SF6電氣設(shè)備內(nèi)部存在局部的絕緣缺陷，而現(xiàn)有電氣試驗(yàn)方法不能直接反映其內(nèi)部的缺陷。因此，將這些隱患藏之于電網(wǎng)，在熱和電的作用下，故障區(qū)域的SF6氣體和固體絕緣材料不斷分解，絕緣性能不斷下降，直至事故發(fā)生。據(jù)國內(nèi)外近年的統(tǒng)計資料得知，電網(wǎng)運(yùn)行事故中絕緣事故占60%以上，嚴(yán)重地影響了電力行業(yè)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
通過檢測分解產(chǎn)物來判斷SF6電氣設(shè)備故障方法的機(jī)理
SF6電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣材料，包括SF6氣體和固體絕緣材料兩類。SF6氣體是所有SF6電氣設(shè)備共有的，而固體絕緣材料則不同設(shè)備有所差異，主要有熱固形環(huán)氧樹脂、聚酯尼龍、聚酯乙烯、聚四氟乙烯、絕緣紙和絕緣漆等。不同絕緣材料的分解溫度和分解產(chǎn)物各不相同。其中，130℃時聚脂乙烯、紙和漆開始分解，主要產(chǎn)生CO、CO2和低分子烴；400℃以上時聚四氟乙烯開始分解，主要產(chǎn)生CF4；500℃以上時，SF6氣體和熱固形環(huán)氧樹脂開始分解，主要產(chǎn)生SO2、SOF2、H2S、CO和HF。
從上述得知，SF6氣體和熱固型環(huán)氧樹脂有很好的熱穩(wěn)定性，對于正常運(yùn)行的SF6電氣設(shè)備，其內(nèi)部溫度僅僅比環(huán)境溫度高5℃~10℃，因此，不會有絕緣材料的分解，SF6氣體中沒有上述分解產(chǎn)物。但若設(shè)備內(nèi)部存在局部放電、重燃和嚴(yán)重過熱性故障時，將使故障區(qū)域的固體絕緣材料和SF6氣體發(fā)生分解，產(chǎn)生SO2、H2S、CO、HF等分解產(chǎn)物。
SF6電氣設(shè)備安全研究方面的專家學(xué)者，在長期從事電氣設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督和故障診斷處理的過程中，對SF6電氣設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)和內(nèi)部絕緣材料有深入的了解，在研究設(shè)備故障時各種絕緣材料的裂解機(jī)理、分解產(chǎn)物的特征和對大量的故障實(shí)例進(jìn)行統(tǒng)計分析后，提出通過檢測SF6氣體中特征組分（SO2、SOF2和HF是SF6分解的特征組分;H2S是熱固型環(huán)氧樹脂分解的特征組分;CO是聚酯乙烯、絕緣紙和絕緣漆分解的特征組分;CF4是聚四氟乙烯分解的特征組分）含量來判斷SF6電氣設(shè)備故障的方法。
現(xiàn)有檢測分解產(chǎn)物的方法及儀器
從上文可知，當(dāng)SF6電氣設(shè)備內(nèi)部存在故障時，故障區(qū)域的SF6氣體和固體絕緣材料在熱和電的作用下將裂解產(chǎn)生SO2、SOF2、H2S、CO、HF和CF4等特征組分，因此，檢測這些特征組分的含量便可診斷出設(shè)備內(nèi)部故障。但由于內(nèi)部潛伏性故障特征氣體的含量較小，SF6氣體的流動性又很差，分解產(chǎn)物主要借助于溶解、擴(kuò)散和環(huán)境溫度的變化產(chǎn)生的微弱對流而緩慢地溶解到SF6氣體中。因此，選用靈敏度高和穩(wěn)定性好、反應(yīng)速度快的檢測方法和儀器十分必要。
目前，SF6電氣設(shè)備分解產(chǎn)物的檢測方法有電化學(xué)法、化學(xué)比色法、色譜法、電離法、動態(tài)離子法和紅外法。這些方法的結(jié)論：只有采用流動方式檢測的電化學(xué)法適用于SF6電氣設(shè)備分解物的檢測。近年來電化學(xué)傳感器技術(shù)有了很大的提高，這為SF6電氣設(shè)備分解產(chǎn)物現(xiàn)場檢測創(chuàng)造了條件。
目前，市場上銷售的檢測SF6分解產(chǎn)物的產(chǎn)品很多，性能和價格差別也很大。其中，我們公司的SF6分解產(chǎn)物分析儀，選擇電化學(xué)傳感器，改進(jìn)了采樣氣路的設(shè)計，并對所有管道及閥門材料進(jìn)行特殊處理，既保證了樣氣的進(jìn)入與排出的平衡問題，又避免采樣氣路因材質(zhì)原因?qū)託獾母蓴_與吸附，能再現(xiàn)樣氣的真實(shí)狀態(tài)；該儀表不僅具有很高的靈敏度和穩(wěn)定性，而且反應(yīng)速度快、使用壽命長、耗氣量少，可以有效地檢出電氣設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障。目前，該產(chǎn)品已被列入*公司推薦產(chǎn)品采購目錄。
結(jié)束語
通過檢測分解產(chǎn)物來判斷SF6電氣設(shè)備故障的方法，雖然是zui近幾年才研制出來的新方法，目前尚無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但幾年來， 我們公司的 SF6分解產(chǎn)物分析儀已在福建、江蘇、廣東、四川、云南等20多個省市進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用，已檢測出一百多臺設(shè)備故障，而其中60多臺系為系統(tǒng)運(yùn)行中查出的隱患，避免了多起事故的發(fā)生。因此，隨著我們公司的 SF6分解產(chǎn)物分析儀在全國的推廣普及，將為SF6電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行提供保證，也為設(shè)備的維修診斷提供科學(xué)依據(jù)，有力地保障電力行業(yè)的安全運(yùn)行。