分解产物含量推算运行电气设备局部放电量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于一种推算运行中3?6气体绝缘电气设备内局部放电量大小的方法，特 别涉及现场带电检测时利用设备内SF6*解产物含量推算运行电气设备内的局部放电量。
【背景技术】
[0002] 设备常见电气故障特征多数伴随局部放电效应，发生原因均由其内部存在的各种 缺陷引发设备内部的电场畸变，致使某些部位电场分布不均，导致局部放电产生。局部放电 是引起绝缘劣化的主要原因，目前常用的设备故障诊断方法主要是对设备内部局部放电过 程进行检测以及监测，在一般情况下可以发现以及确定部分设备内部绝缘缺陷的存在，对 保证电网的安全可靠运行具有重要的现实意义。
[0003]常见的电气设备局部放电检测方法有：脉冲电流法、高频法（超高频法）和超声波 法。脉冲电流法应用时间较长，有国际标准IEC60270 :2000和国家标准GB/T7354-2003规 范其检测回路、标定方法和试验程序等，并可以获得视在局部放电量，但是抗干扰性较差， 信噪比低，但无法实现运行电气设备的带电检测。目前能用于现场运行设备局部放电检测 的方法为高频法（超高频法）和超声波法。高频法（超高频法）利用局部放电辐射出的高 频电磁波信号进行检测，有效地避开了现场常见的电磁干扰，灵敏度高，抗干扰能力较强， 并可实现在线监测、模式识别及故障定位，但是局部放电量难以标定。超声波法利用局部放 电产生的振动信号进行检测，传感器与待测设备的电气回路无任何联系，抗电磁干扰能力 较强，并可实现局部放电的故障定位，但也存在局部放电量难以标定，信噪比低，抗干扰性 较差的不足。
[0004] 在SF6气体作为绝缘介质的电气设备中，局部放电还会引起运行设备中SF6气体 发生分解，与设备内微量的水分和氧气生成H2S、S02、S0F2、S02F2等一些低氟硫化物。通过 化学检测手段检测这些分解产物，可以作为现场局部放电检测的辅助手段。目前国内外对 电气设备中SF6分解产物与局部放电状态之间对应关系还未做相关深入研宄，仅存在经验 上的判断。特别是电气设备中SF6分解产物的成分和含量多少与该设备内局部放电量大小 之间没有明确的对应关系。没有任何标准或者研宄表明，SF6*解产物中某一种或几种分解 产物的出现，以及分解产物含量的多少对应某种具体能量的局部放电。
[0005] 申请人利用化学理论计算的方法，根据湖北省SF6电气设备的实际运行情况，建立 不同条件下3匕气体产生分解产物的化学反应模型并进行模拟计算，研宄不同反应条件下 各种SF6气体分解产物生成的可能性及生成不同分解产物所需反应能量的大小。同时，申请 人还设计并制造了一套用于SF6气体分解产物研宄的GIS局部放电模拟实验装置，利用装 置能模拟GIS内部典型缺陷产生的局部放电并检测放电电压和放电量，采用色谱、红外技 术检测局部放电导致的SF6气体分解产物，通过数据关联和逆向分析，提出了一种利用SF6 分解产物含量推算运行电气设备局放量的方法，用于解决现场带电检测无法测量电气设备 内局部放电量的不足。
【发明内容】
[0006] 本发明根据现有技术的不足提供一种SF6分解产物含量推算运行电气设备局部放 电量的方法，解决现场带电检测无法测量电气设备内局部放电量的不足。
[0007] 本发明的技术方案：一种SF6分解产物含量推算运行电气设备局部放电量的方法， 其特征在于，包括以下步骤：
[0008]S1、利用化学检测手段，对发生局部放电的SF6气体绝缘电气设备进行气体成分检 测，记录各分解产物在a时刻的含量XjPX>，i是分解产物S0F4、S0F2、S02F2、S02、S2F1(I，j 是分解产物H2S;
[0009]S2、经过至少1小时后，再次对发生局部放电的5?6气体绝缘电气设备内气体成分 进行检测，记录各分解产物在b时刻的含量Xit^PXjb;
[0010]S3、利用高频局放检测仪、超高频局放检测仪或超声波局放检测仪对发生局部放 电的3?6气体绝缘电气设备内发生局部放电的次数进行监测，记录时间t(t=tb -ta)内发 生局部放电的总次数Nt;
[0011]S4、记录发生局部放电的5?6气体绝缘电气设备的运行电压U，设备气室内的绝对 压力P，采用如下公式计算设备在t时间段内发生局部放电的平均放电量Q:
[0012]
【主权项】
1. 一种SFf^v解产物含量推算运行电气设备局部放电量的方法，其特征在于，包括以下 步骤： 51、 利用化学检测手段，对发生局部放电的SF6气体绝缘电气设备进行气体成分检测， 记录各分解产物在a时刻的含量X iJP X >，i是分解产物S0F4、S0F2、S02F2、S0 2、S2F1CI，j是分 解产物H2S ; 52、 经过至少1小时后，再次对发生局部放电的SF6气体绝缘电气设备内气体成分进行 检测，记录各分解产物在b时刻的含量X il^P X jb; 53、 利用高频局放检测仪、超高频局放检测仪或超声波局放检测仪对发生局部放电的 3匕气体绝缘电气设备内发生局部放电的次数进行监测，记录时间t(t = t b - ta)内发生局 部放电的总次数Nt; 54、 记录发生局部放电的5匕气体绝缘电气设备的运行电压U，设备气室内的绝对压力 P，采用如下公式计算设备在t时间段内发生局部放电的平均放电量Q :
其中，Eip为分解产物SOF4、SOF2、S02F 2、S02、以1(|在p压力下的理论摩尔生成能量；E Jp 为分解产物H2S在5压力下的理论摩尔生成能量；f为局部放电电能转化率。
2. 根据权利要求1所述的一种SF 6分解产物含量推算运行电气设备局部放电量的方 法，其特征在于：通过化学计算软件Gaussian计算得到的E ip取值为488. 6kJ/mol (p = 3atm)~693. OkJ/mol (p = 6atm)，Ejp取值为 1124. 4kJ/mol (p = 3atm)~1529. 2kJ/mol (p -6???πι) 〇
3. 根据权利要求1所述的一种SF 6分解产物含量推算运行电气设备局部放电量的方 法，其特征在于：所述局部放电电能转化率f通过GIS局部放电模拟实验装置来确定。
4. 根据权利要求1所述的一种SF 6分解产物含量推算运行电气设备局部放电量的方 法，其特征在于：所述步骤Sl中的化学检测手段包括色谱法、红外光谱法、电化学传感器 法。
【专利摘要】本发明提供一种SF6分解产物含量推算运行电气设备局部放电量的方法，S1、记录各分解产物在a时刻的含量；S2、记录各分解产物在b时刻的含量；S3、记录时间t内发生局部放电的总次数Nt；S4、计算设备在t时间段内发生局部放电的平均放电量Q；本发明实现了通过对SF6气体分解产物含量来推算设备内局部放电水平，解决了目前六氟化硫气体绝缘设备在运行情况下发生局部放电时，无法定量检测设备内局部放电量的问题，可以为六氟化硫气体绝缘设备的运行状态或故障程度评价提供非常重要的数据支持。
【IPC分类】G01R31-12
【公开号】CN104749506
【申请号】CN201510158356
【发明人】蔡萱
【申请人】国家电网公司, 国网湖北省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月3日