本发明涉及gis设备故障诊断领域，具体地说是一种基于六氟化硫气体分解产物检测的gis设备放电故障定性定位诊断方法。
背景技术：
：gis设备在运行过程中可能因为各种原因内部发生放电，因此判断设备放电的类型以及放电位置以监视gis设备运行状态就显得尤为重要；其中基于六氟化硫气体分解产物的化学诊断方法，由于其具有高速、非破坏试验和无需增设传感设备的特性而在gis设备状态检修中得到了重视。然而，目前的化学诊断方法由于诊断手段的限制，仅能对设备是否处于故障状态给出十分有限的意见。目前，基于六氟化硫分解特征气体分析进行的gis设备状态检修方法主要通过分析sf6气体内so2、h2s、hf等特征气体的含量判断设备的运行状态。这种方法常出现分析结果与设备实际运行方式不一致的问题，且对于确有故障的设备，对故障点的定位依旧依赖于其他电学试验及设备解体。这些问题主要由选取的特征气体特征性不强，且不具有指纹特性导致。究其根本是对于sf6电致分解机理研究不足，对反应的动力学及热力学过程没有全局的掌握。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中六氟化硫气体分解特征气体检测精确度不高、无法定位故障位置等缺陷，提供一种新的特征性强、可定位放电故障位置的六氟化硫电致分解特征气体及分析法，以广泛用于电力系统gis设备的放电故障诊断。为此，本发明采用如下的技术方案：一种gis设备放电故障化学诊断方法，包括步骤：1)设定特征反应组a，该组包含五氟化硫正离子、五氟化硫自由基和氟负离子；2)设定外部反应组b，该组包含水、氧气和该gis设备例行六氟化硫气体检测中检测到的不含硫或氟的气体物质；3)设定基底反应组c，反应组c由多个物质组cx组成，x＝1、2……n，物质组cx的组数对应gis设备暴露在sf6中的材料总数，每种材料对应一个物质组cx，所述物质组包含对应材料的全部元素；4)将反应组a与a、b、c分别正交反应获得反应结果组rsa、rsb和rscx；5)取现场气样，经气质联用手段得到气样的组成，将得到的除sf6以外的气体成分及含量构成集合s，将集合s与rsa、rsb和rscx进行比对，最终确定放电故障类型与放电位置。进一步地，步骤5)中，比对算法为将计算rsa、rsb中各气体成分的浓度总和，得到sumrsa和sumrsb；sumrsa>10sumrsb时，故障类型为局部放电，10sumrsa<sumrsb时，故障类型为电弧放电，介于两者之间时为火花放电；对于rscx组，仅对比成分，不考虑含量，凡检出rscx中的物种则认为放电位置在材料x附近，通过多个x推断放电点位置。本发明根据化学动力学过程设定各放电条件下sf6气体分解反应的中间活性物质及反应路径，结合gis设备内部材料设定反应底物集合，预测在各放电条件下各反应部位得到的反应产物。将实际气体由高效气象色谱分析结果与预测组物质比对，最终确定放电故障类型与放电位置。本发明利用化学动力学及热力学原理研究sf6的电致分解机理，提出新的sf6放电分解特征气体，并提出不同环境下各分解产物之间的数量关系，以及可用于定位的指纹物质。进一步地，步骤4)中，所述的正交反应为将两集合中任意元素两两随意组合，得到最终稳定产物，在记录正交结果时，需去除sf6。进一步地，反应组a中为固定反应组，其中反应物质固定，aa正交的结果为sf4。进一步地，反应组b为半固定反应组，除氧气和水为固定成分，其他成分需根据现场使用的sf6气体具体情况进行筛选。进一步地，反应组ab正交的结果包含so2、sof4、so2f2、so3和os2f10。进一步地，在进行各气体组分浓度分析时，使用外标法和内标法。进一步地，使用外标法时先利用气质联用确定混合气体内组分，之后使用各组分标准气体进行标定。进一步地，内标法需在每个样品内加入100ppm的二甲硫醚，以二甲硫醚为参比分析产物浓度。与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明方法准确性更高，更能代表设备运行状态，可以做到利用气检结果定性定位gis设备放电故障位置与故障性质，极大加强了气体检测在gis设备故障检修中所提供的信息，大幅度降低了故障检修所消耗的人力物力以及时间，此外，使得利用在线色谱评价gis设备运行状态更加准确。本发明利用六氟化硫色谱分析结果准确判断gis设备运行状态并大幅缩小放电故障位置排查范围，极大增加了gis设备状态检修的智能化水平，降低了设备故障原因分析的难度，加强了设备无损评价的可靠性。具体实施方式实施例本实施例提供一种gis设备放电故障化学诊断方法，包括步骤：1)设定特征反应组a，该组包含五氟化硫正离子、五氟化硫自由基和氟负离子；2)设定外部反应组b，该组包含水、氧气和该gis设备例行六氟化硫气体检测中检测到的不含硫或氟的气体物质；3)设定基底反应组c，反应组c由多个物质组cx组成，x＝1、2……n，物质组cx的组数对应gis设备暴露在sf6中的材料总数，每种材料对应一个物质组cx，所述物质组包含对应材料的全部元素；4)将反应组a与a、b、c分别正交反应获得反应结果组rsa、rsb和rscx；5)取现场气样，经气质联用手段得到气样的组成，将得到的除sf6以外的气体成分及含量构成集合s，将集合s与rsa、rsb和rscx进行比对，最终确定放电故障类型与放电位置。步骤5)中，比对算法为将计算rsa、rsb中各气体成分的浓度总和，得到sumrsa和sumrsb；sumrsa>10sumrsb时，故障类型为局部放电，10sumrsa<sumrsb时，故障类型为电弧放电，介于两者之间时为火花放电；对于rscx组，仅对比成分，不考虑含量，凡检出rscx中的物种则认为放电位置在材料x附近，通过多个x推断放电点位置。步骤4)中，所述的正交反应为将两集合中任意元素两两随意组合，得到最终稳定产物，在记录正交结果时，需去除sf6。反应组a中为固定反应组，其中反应物质固定，aa正交的结果为sf4。反应组b为半固定反应组，除氧气和水为固定成分，其他成分需根据现场使用的sf6气体具体情况进行筛选。反应组ab正交的结果包含so2、sof4、so2f2、so3和os2f10。在进行各气体组分浓度分析时，使用外标法和内标法。使用外标法时先利用气质联用确定混合气体内组分，之后使用各组分标准气体进行标定。内标法需在每个样品内加入100ppm的二甲硫醚，以二甲硫醚为参比分析产物浓度。应用例以一台220kvgis断路器为例，前期sf6气体分析结果表明，该断路器内sf6含有微量的水，氧气，二氧化碳和痕量的氮气。该设备外壳主要材料为标号为zl101a-t6的铸铝合金，使用牌号为qq2/120的丙烯酸聚胺酯面漆，其余暴露在气室内的材料还有电气铜、陶瓷绝缘子等。根据以上情况设定反应组：反应组a：sf5+，·sf5，f-。反应组b：h2o，o2。反应组c：c1(al，fe，zn，pb，zr)，c2(c、n、h、o)，c3(cu)，c4(si、b、s、c、p、o)。分别设置三个正交反应组a×asf5+·sf5f-sf5+///·sf5/s2f10、sf4、so2/f-sf6//a×bsf5+·sf5f-h2oosf4osf4hfo2osf4osf4/a×c(仅记录常温有高蒸气压产物)自取样口取得六氟化硫气样，在气样中加入100ppm二甲硫醚，使用气质联用分析各产物浓度，结果如下表所示：表1色谱结果如表1所示，10sumrsb＜sumrsa故障类型为电弧放电，检出高浓度二硫化碳放电位置为壳体。对该设备进行破拆检查后发现有电弧放电后的弧光灼烧痕迹，灼烧痕迹位于设备壳体，与诊断方法给出结果一致。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12