利用气相色谱仪检测SF₆电气设备内部故障的方法

专利名称：利用气相色谱仪检测SF₆电气设备内部故障的方法
技术领域：
本发明涉及一种电气设备故障的检测方法，尤其是涉及一种利用气相色谱仪检测SF6电气设备内部故障的方法。
背景技术：
目前，随着电网的高速发展，SFe气体已成为超高压和特高压电气设备的唯一重要的电介质，其技术已应用20多年，但其检查手段主要以检测SFe气体中的水分为主，水分含量只能预测电气设备的绝缘和灭弧能力，无法预测电气设备内部是否存在隐患。社会上使用传感器检测设备中的分解气体，但需设备停电、要于设备相连、还需保证一定的设备气压才能进行检测，这种测试方法，耗时耗力、浪费气体、污染环境，不宜选用。

发明内容
本发明的目的在于提供一种利用气相色谱仪检测电气设备中的H2S、 S02气体含量，来判断SFe电器设备内部是否存在隐患的利用气相色谱仪检测SFe电气设备内部故障的方法。 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案 本发明的一种利用气相色谱仪检测SF6电气设备内部故障的方法，它包括如下步骤 步骤一 选用充填60 80目GDX-301固定相的不锈钢管作为色谱柱，现场抽取SF6电气设备中的SF6气样50mL备用； 步骤二 将色谱柱放入气相色谱仪中，选择氢气为载气，并设定气相色谱仪TCD热导检测器工作条件为燥声《0. 02mv ;漂移《0. 25mv/min，柱箱、注样器温度为8(TC，检测器温度为IO(TC， TCD衰减X量程1X0.05， TCD热丝温度为180°C ±10°C ;热丝电流为100±2mA ; 步骤三使用注射器从色谱仪的注样口注入含有H2S、 S02、 N2气体的混合标样气体0. 5mL对色谱仪进行标定； 步骤四取第一步中现场抽取SF6电气设备中的SF6气样0. 5mL，使用注射器从色
谱仪的注样口注入到色谱仪中，选定色谱仪的计算模式，气样经过色谱柱分离后由热导鉴
定器检测H2S、 S02是否存在，并按照下式自动计算H2S、 S02气体的含量Ci = CsiAi/Asi Ci:气样中i组分含量 Csi:标气中i组分含量 Ai :气样中i组分峰面积 Asi :标气中i组分峰面积； 步骤五结果分析 如果没有检测到H2S、 S02气体的存在，说明SF6电气设备安全运行；
如果色谱仪检测到H^、 S(^气体的痕量存在，说明SF6电气设备有轻微故障，需要縮短检测周期，掌握发展趋势； 如果色谱仪检测到H2S、 S02气体存在，并且，H2S、 S02气体的产气速率大于10% /月时，就需要SF6电气设备停运检查，及时消除隐患，确保设备安全运行。
上述利用气相色谱仪检测SF6电气设备内部故障的方法，步骤一所述的不锈钢管长2m、内径3mm。 上述利用气相色谱仪检测SF6电气设备内部故障的方法，步骤二所述的氢气的纯度大于或等于99. 99%。 本发明的有益效果是采用上述方法，一是节约SF6气体只需50mL，避免了环境污染。二是可以对异常的SF6电气设备进行实时检测，避免了事故发生，消除事故隐患。三是可带电取样，减轻了各专业人员的工作强度，避免了减少供电带来的经济损失。四是将GDX-301固定相色谱柱与气相色谱仪相结合，可达到检测SF6电器设备内部的故障目的，方法简便可行，检测成本低。 本发明采用气固色谱法，具有稳定性能好、用气量少、随时检测、准确率高等特点，
为SF6电气设备内部故障的早期检查，及时消除隐患提供了简便、有效的手段。 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并
且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可
以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要
求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。


下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明气相色谱分析流程框图
图2为本发明H2S、 S02气体的标样谱图
具体实施例方式
如附图1所示，本发明的一种利用气相色谱仪检测SF6电气设备内部故障的方法，其特征在于它包括如下步骤 步骤一 选用充填60 80目GDX-301固定相的不锈钢管作为色谱柱，现场抽取SF6电气设备中的SF6气样50mL备用； 步骤二 将色谱柱放入气相色谱仪中，选择纯度大于或等于99. 99%的氢气为载气，并设定气相色谱仪TCD热导检测器工作条件为燥声《0. 02mv ;漂移《0. 25mv/min，柱箱、注样器温度为80。C，检测器温度为IO(TC， TCD衰减X量程1X0. 05， TCD热丝温度为180°C ±10°C ;热丝电流为100±2mA ; 步骤三使用注射器从色谱仪的注样口注入含有H2S、 S02、 N2气体的混合标样气体0. 5mL对色谱仪进行标定； 步骤四取第一步中现场抽取SF6电气设备中的SF6气样0. 5mL，使用注射器从色谱仪的注样口注入到色谱仪中，选定色谱仪的计算模式，气样经过色谱柱分离后由热导鉴定器检测H2S、 S02是否存在，并按照下式自动计算H2S、 S02气体的含量
Ci = CsiAi/Asi
Ci :气样中i组分含量
Csi :标气中i组分含量
Ai :气样中i组分峰面积
Asi :标气中i组分峰面积；
步骤五结果分析 如果没有检测到H2S、 S02气体的存在，说明SF6电气设备安全运行； 如果色谱仪检测到H2S、 S02气体的痕量存在，说明SF6电气设备有轻微故障，需要
縮短检测周期，掌握发展趋势； 如果色谱仪检测到H2S、 S02气体存在，并且，H2S、 S02气体的产气速率大于10% / 月时，就需要SF6电气设备停运检查，及时消除隐患，确保设备安全运行。
步骤一所述的不锈钢管长2m、内径3mm。 如图2所示谱图中H^、S02、N2气体的峰值高度较高，峰值之间的距离合理、清晰， 便于鉴别。 —般情况下，色谱柱的长度越短，气样中成分含量的峰值之间的距离越近，这样， 分离度不高，不便于鉴别，并且增大气体含量计算的误差。为拉开气样中个组分之间的峰值 之间的距离，便于鉴别，减少误差。加之色谱柱的管径越小，管内气压越大，峰值不高。因 此，经对不同色谱柱内径和不同长度的色谱柱进行标样谱图分析，确定色谱柱的长度为2m、 内径3mm。
实施例1 2009年3月10日，在2008年建220kV变电站的电气设备中现场抽取SF6电气设 备中的SFe气样50mL，选用长度为2m、内径3mm充填60 80目GDX-301固定相的不锈钢 管作为色谱柱； 将色谱柱放入气相色谱仪中，选择纯度大于或等于99.99%的氢气为载气，并设 定气相色谱仪TCD热导检测器工作条件为燥声《0. 02mv ;漂移《0. 25mv/min，柱箱、 注样器温度为80。C，检测器温度为IO(TC， TCD衰减X量程1X0. 05， TCD热丝温度为 180°C ±10°C ;热丝电流为100士2mA ; 使用注射器从色谱仪的注样口注入含有H2S、S02、N2气体的混合标样气体0. 5mL对 色谱仪进行标定； 取现场抽取SF6电气设备中的SF6气样0. 5mL，使用注射器从色谱仪的注样口注入 到色谱仪中，经色谱仪按照Ci = CsiAi/Asi计算，气样中H2S、 S02气体的含量为0。
说明SF6电气设备安全运行。
实施例2 2009年4月6日，运行工在操作220隔离开关时，听到设备内部有异常响声，怀疑 存在电气故障，在220kV变电站的电气设备中现场抽取SF6气样50mL ;选用长度为2m、内径 3mm充填60 80目GDX-301固定相的不锈钢管作为色谱柱。 将色谱柱放入气相色谱仪中，选择纯度大于或等于99.99%的氢气为载气，并设 定气相色谱仪TCD热导检测器工作条件为燥声《0. 02mv;漂移《0. 25mv/min，柱箱、 注样器温度为80。C，检测器温度为IO(TC， TCD衰减X量程1X0.05， TCD热丝温度为180°C ±10°C ;热丝电流为100士2mA; 使用注射器从色谱仪的注样口注入含有H2S、S02、N2气体的混合标样气体0. 5mL对 色谱仪进行标定； 色谱仪标定后，取上述SF6气样0. 5mL，使用注射器从色谱仪的注样口注入到色谱 仪中，经色谱仪按照Ci = CsiAi/Asi计算，气样中H2S、 S02气体的含量小于0. 05 y L/L，也 就是说，在色谱图中发现了微量H2S、S02气体，按照规范当气体含量小于0. 05ii L/L时，视 为痕量，可作为定性判别。 上述结果说明设备内部可能存在过热和放电故障。将检测周期由1次/月縮短 至2次/月，进行进行追踪检测。
实施例3 2009年4月16日，在220kV变电站的电气设备中现场抽取SF6气样50mL ;选用长 度为2m、内径3mm充填60 80目GDX-301固定相的不锈钢管作为色谱柱。
将色谱柱放入气相色谱仪中，选择纯度大于或等于99.99%的氢气为载气，并设 定气相色谱仪TCD热导检测器工作条件为燥声《0. 02mv ;漂移《0. 25mv/min，柱箱、 注样器温度为80。C，检测器温度为IO(TC， TCD衰减X量程1X0. 05， TCD热丝温度为 180°C ±10°C ;热丝电流为100士2mA ; 使用注射器从色谱仪的注样口注入含有H2S、S02、N2气体的混合标样气体0. 5mL对 色谱仪进行标定； 色谱仪标定后，取上述SF6气样0. 5mL，使用注射器从色谱仪的注样口注入到色谱 仪中，经色谱仪按照Ci = CsiAi/Asi计算，气样中H2S、S02气体的含量分别为H2S :1. L/ L、S02 :3. 6ii L/L。 2009年4月18，再次对上述设备进行取样检测，气样中H^、S02气体含量已分别高 达:H2S :8. 1 ii L/L、 S02 :13. 2ii L/L，其产气速率分别为H2S :135% /月、S02 : 43 5% /月，已
远远大于10% /月。
结果说明设备内部动触头部分可能存在放电故障。 当天下午即对220kV开关进行解体检测，发现其动触头与拉杆连接的插销孔偏 大，使拉杆产生悬浮电位放电。解体检查结果与检测结果一致。由于缺陷被及时检出，避免 了事故的发生。 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通 技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案 的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
一种利用气相色谱仪检测SF6电气设备内部故障的方法，其特征在于它包括如下步骤步骤一选用充填60～80目GDX-301固定相的不锈钢管作为色谱柱，现场抽取SF6电气设备中的SF6气样50mL备用；步骤二将色谱柱放入气相色谱仪中，选择氢气为载气，并设定气相色谱仪TCD热导检测器工作条件为燥声≤0.02mv；漂移≤0.25mv/min，柱箱、注样器温度为80℃，检测器温度为100℃，TCD衰减×量程1×0.05，TCD热丝温度为180℃±10℃；热丝电流为100±2mA；步骤三使用注射器从色谱仪的注样口注入含有H2S、SO2、N2气体的混合标样气体0.5mL对色谱仪进行标定；步骤四取第一步中现场抽取SF6电气设备中的SF6气样0.5mL，使用注射器从色谱仪的注样口注入到色谱仪中，选定色谱仪的计算模式，气样经过色谱柱分离后由热导鉴定器鉴别H2S、SO2是否存在，并按照下式自动计算H2S、SO2气体的含量Ci＝CsiAi/AsiCi气样中i组分含量Csi标气中i组分含量Ai气样中i组分峰面积Asi标气中i组分峰面积；步骤五结果分析如果没有检测到H2S、SO2气体的存在，说明SF6电气设备安全运行；如果色谱仪检测到H2S、SO2气体的痕量存在，说明SF6电气设备有轻微故障，需要缩短检测周期，掌握发展趋势；如果色谱仪检测到H2S、SO2气体存在，并且，H2S、SO2气体的产气速率大于10％/月时，就需要SF6电气设备停运检查，及时消除隐患，确保设备安全运行。
2. 根据权利要求1所述的利用气相色谱仪检测SF6电气设备内部故障的方法，其特征在于步骤一所述的不锈钢管长2m、内径3mm。
3. 根据权利要求1所述的利用气相色谱仪检测SF6电气设备内部故障的方法，其特征在于步骤二所述的氢气的纯度大于或等于99. 99%。
全文摘要
本发明涉及一种利用气相色谱仪检测SF6电气设备内部故障的方法，先选用充填60～80目GDX-301固定相的不锈钢管作为色谱柱，现场抽取SF6电气设备中的SF6气样50mL备用；将色谱柱放入气相色谱仪中，选择氢气为载气，并设定气相色谱仪TCD热导检测器工作条件；对色谱仪进行标定；取气样0.5mL，使用注射器从色谱仪的注样口注入到色谱仪中，选定色谱仪的计算模式，气样经过色谱柱分离后由热导鉴定器鉴别H2S、SO2是否存在，并自动计算H2S、SO2气体的含量；结果分析。本发明采用气固色谱法，具有稳定性能好、用气量少、随时检测、准确率高等特点，方法简便可行，检测成本低。为SF6电气设备内部故障的早期检查，及时消除隐患提供了简便、有效的手段。
文档编号G01N30/00GK101762655SQ200910227268
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者段利伟, 牛宇干, 王俊良, 王振方, 白慧芳, 郑俊阳, 钱泽文 申请人:河南省电力公司平顶山供电公司