利用气相色谱法检测SF₆电器设备内部故障的方法

专利名称：利用气相色谱法检测SF₆电器设备内部故障的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用仪器分析检测设备故障的方法，尤其涉及一种利用气相色谱 法检测SF6电气设备内部故障的方法。随着电网的高速发展，SF6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SF6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、要与设备相连、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能够解决上述问题，安全、简便的利用气相色谱法检 测SF6电器设备内部故障的方法。本发明的技术方案是这样实现的一种利用气相色谱法检测SF6电器设备内部故障的方法，它包括如下步骤a、取SF6电气设备内部的气体样品，以N2、H2S、S02的混合气体作为标样气体，将气 体样品通入气相色谱仪中进行分离检测，根据检测出的谱图来定性检测气体样品中是否存 在H2S和SO2 ；若存在H2S和SO2的波峰可以判断存在H2S和SO2气体，反之不存在H2S和SO2 气体；当色谱图中出现H2S和SO2气体痕量时，提示我们对该设备加强监督、缩短试验周期， 追踪分析，及时掌握气体的发展趋势。b、若存在H2S和SO2气体，根据谱图和气体浓度计算公式可以对H2S和SO2气体进 行定量计算；气体浓度计算公式如下 Ci 气样中i组分含量，μ L/LCsi 标气中i组分含量，μ L/LAi 气样中i组分峰面积，mm2Asi 标气中i组分峰面积，mm2 ；当追踪分析发现H2S和SO2气体含量不断增加时，其产气速率大于10%每月时，就 需要停运检查，及时查找隐患、消除隐患。进一步，步骤a中色谱柱为⑶X-301，固定相60 80目，色谱柱长2m、内径3mm。进一步，步骤a中以氢气作为载气，流速为30mL/min、气压为0. 04MPa。进一步，步骤a中的检测器为TCD热导检测器，检测器温度设定为100°C ；TCD热丝 温度为180°C 士 10°C;热丝电流为100士2mA ；燥声彡0. 02mv ；漂移彡0. 25mv/min ；柱箱、注
背景技术：
样器温度为80°C。本发明的有益效果是本发明通过检测分析SF6电器设备内部中的H2S、SO2气体， 来判断SF6电器设备内部是否存在隐患。若有异常及时处理，将故障消灭在萌芽状态，保证 设备的安全运行。只需采取约50mL的SF6气体，通过色谱分析，就可达到检测SF6电器设备 内部故障的目的。本发明的方法具有稳定性能好、用气量少、随时检测、准确率高等特点，它为SF6电 气设备内部故障的早期检测判断提供了简便、有效的手段。


下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述图1为本发明H2S和SO2气体标样谱图；图2为本发明气相色谱分析流程图；图3为本发明H2S和SO2气体样品谱图。
具体实施例方式实施例1 步骤1 在SF6电气设备内部取SF6气体50mL待用，购买H2S、S02和N2的混合气体 作为标样气体。步骤2 调试气相色谱仪的工作条件，工作条件如下a、TCD热导检测器工作条件的选择燥声彡0. 02mv ；漂移彡 0. 25mv/min ；柱箱、注样器温度设定为80°C ；检测器温度设定为100°C ；TCD 衰减 X 量程1 X0. 05 ；TCD热丝温度设定为180°C 士 10°C ；热丝电流为100士2mA ；b、色谱柱的选择色谱柱⑶X-30160 80目，色谱柱为不锈钢管，长2m、内径3mmc、载气选氢气为载气(纯度彡99.99 % )，流速为30mL/min、气压设定为 0.04Mpa ；d、注射器10mL，进样量lmL ；步骤3 a、对色谱仪进行标定注入0. 5mL混合标样气体，标样谱如图1所示；b、取SF6气体0. 5mL，注入到色谱仪中，气样经过色谱柱分离，然后经由TCD热导鉴 定器，由记录仪得到样品谱图3，气相色谱检测气体流程如图2所示。由图3可以看出，检测 出了 H2S和SO2峰，说明SF6气体内存在H2S和SO2气体，定性判断结束，说明设备内部可能 存在放电和过热故障，需要追踪分析，利用“气体浓度公式”计算出H2S和SO2气体的含量， 其值为H2S 0. 06 μ L/L、S02 0. 09 μ L/L，属于定量判断，从数据可以看出含量很低，需要 追踪分析，观察气体的发展趋势，当产气速率大于10%每月时，就需要停运检查，查找隐患、 消除隐患。当气体含量小于0. 05μ L/L时，视为痕量，可作为定性判别。
实施例2 对于一组2008年6月新建站一220kV变电站，对组合电器各气室SF6气体进行检 测，其H2S和SO2含量为零，说明变电站各组合电器设备合格。2009. 4. 6运行工在操作220隔离开关时，听到设备内部有异常响声，立即取SF6气 体样本分析，在色谱图中发现了微量H2S和SO2气体，这说明设备内部可能存在过热和放电 故障。得出检测结论缩短试验周期，进行追踪检测。2009. 4. 16取SF6气体样本分析，发现H2S和SO2气体有明显的增长趋势，其含量分 别为 H2S :1· 5μ L/L、S02 3. 6μ L/Lo2009.4. 18，220隔离开关再次操作后，随即又进行采样分析其H2S和SO2气体，气体 含量已分别高达:H2S 8. 1μ L/L、SO2 13. 2 μ L/L，其产气速率分别为H2S = 135%每月、SO2 =435%每月，已远远大于10%每月，初步判断设备内部动触头部分可能存在放电故障。于2009. 4. 18下午对220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，厂家也承认是产品质量造成。解体检查结果于气体检测判 断结果判断一致。由于缺陷被及时检出，避免了事故的发生。
权利要求
一种利用气相色谱法检测SF6电器设备内部故障的方法，其特征在于它包括如下步骤a、取SF6电气设备内部的气体样品，以N2、H2S、SO2的混合气体作为标样气体，将气体样品通入气相色谱仪中进行分离检测，根据检测出的谱图来定性检测气体样品中是否存在H2S和SO2；若存在H2S和SO2的波峰可以判断存在H2S和SO2气体，反之不存在H2S和SO2气体；当色谱图中出现H2S和SO2气体痕量时，提示我们对该设备加强监督、缩短试验周期，追踪分析，及时掌握气体的发展趋势；b、若存在H2S和SO2气体，根据谱图和气体浓度计算公式可以对H2S和SO2气体进行定量计算；气体浓度计算公式如下 <mrow><msub> <mi>C</mi> <mi>i</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>C</mi> <mi>si</mi></msub><mfrac> <msub><mi>A</mi><mi>i</mi> </msub> <msub><mi>A</mi><mi>si</mi> </msub></mfrac> </mrow>Ci气样中i组分含量，μL/LCsi标气中i组分含量，μL/LAi气样中i组分峰面积，mm2Asi标气中i组分峰面积，mm2；当追踪分析发现H2S和SO2气体含量不断增加时，其产气速率大于10％每月时，就需要停运检查，及时查找隐患、消除隐患。
2.按照权利要求1所述的利用气相色谱法检测SF6电器设备内部故障的方法，其特征 在于步骤a中色谱柱为⑶X-301，固定相60 80目，色谱柱长2m、内径3mm。
3.按照权利要求1或2所述的利用气相色谱法检测SF6电器设备内部故障的方法，其 特征在于步骤a中以氢气作为载气，流速为30mL/min、气压为0. 04MPa。
4.按照权利要求1或2所述的利用气相色谱法检测SF6电器设备内部故障的方法，其 特征在于步骤a中的检测器为TCD热导检测器，检测器温度设定为100°C;TCD热丝温度为 1800C 士 10°C ；热丝电流为100士2mA ；燥声彡0. 02mv ；漂移彡0. 25mv/min ；柱箱、注样器温 度为80°C。
全文摘要
本发明公开了一种利用气相色谱法检测SF6电器设备内部故障的方法，步骤如下取SF6电气设备内部的气体样品，将气体样品通入气相色谱仪中进行分离检测，根据检测出的谱图来定性检测气体样品中是否存在H2S和SO2；若存在H2S和SO2的波峰可以判断存在H2S和SO2气体，反之不存在H2S和SO2气体；若存在H2S和SO2气体，根据谱图和气体浓度计算公式可以对H2S和SO2气体进行定量计算；根据定性定量分析发现H2S和SO2气体含量不断增加时，其产气速率大于10％每月时，就需要停运检查，及时查找隐患、消除隐患。本发明方法方便、快捷、用气量少、随时检测、准确率高。
文档编号G01N30/02GK101887093SQ201010212548
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者李威, 段利伟, 王俊良, 王振方, 王银忠, 白慧芳, 郑俊洋, 钱泽文 申请人:河南省电力公司平顶山供电公司