專利名稱：六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法
技術領域：
本發(fā)明屬于六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部狀態(tài)評估、及痕量氣體成分檢測技術領 域，涉及一種放電檢測方法，尤其涉及一種六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法。
背景技術：
SF6作為一種具有優(yōu)良絕緣和滅弧性能的氣體，廣泛應用于電氣設備中。充3&氣 體的電器設備(例如GIS設備)內(nèi)部電場場強很高、容易因內(nèi)部微小缺陷導致絕緣性能下 降，引起內(nèi)部放電，甚至絕緣擊穿，造成設備故障。由于各種放電、過熱或者絕緣擊穿，會促使SF6氣體分解，產(chǎn)生不同的分解物，因此 通過分析設備內(nèi)SF6分解物，可以判斷設備的內(nèi)部狀況，對電氣設備進行故障診斷；可以對 GIS進行故障氣室定位；還可以對設備中潛伏故障進行跟蹤監(jiān)測，防患于未然。目前，國內(nèi)外對SF6氣體分解物的研究主要集中在GIS內(nèi)部發(fā)生高能量的擊穿、閃 絡、金屬燒融等故障后，對SF6氣體中S02、H2S、HF等分解物的檢測。對于中、低能量的內(nèi)部 放電、局部放電等缺陷所引起的SF6氣體分解物檢測尚無突破性的進展，也未形成特征分解 物或警戒含量值的判斷方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方 法，可根據(jù)SF6氣體的化學分解物變化來判斷電氣設備內(nèi)部絕緣狀況。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案—種六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法，該方法包括如下步驟A、提供待檢測絕緣設備內(nèi)六氟化硫SF6氣體的樣品；B、所述樣品進樣后，通過一熱導檢測器TCD檢出氣體樣品中的常規(guī)成分；C、待TCD檢測SF6基本流出后，將所述樣品輸入至一火焰光度檢測器FPD ；D、通過該火焰光度檢測器FPD檢測SF6分解的痕量產(chǎn)物；E、根據(jù)步驟D所述的痕量產(chǎn)物的含量及變化情況判斷SF6氣體絕緣設備中是否存 在局部放電缺陷。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟B中，所述熱導檢測器TCD依次檢測空氣、四氟 化碳、二氧化碳、六氟化二碳、和六氟化硫的含量。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟C中，TCD檢測SF6峰值出現(xiàn)并衰減至讀數(shù) 值變換量小于5uV/30s時，則判斷SF6基本流出。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述樣品輸入口通過四通閥與TCD、FPD連接；樣品 輸入口在步驟B中與TCD連接；待TCD檢測SF6基本流出后，切換所述四通閥，將樣品輸入 至 FPD。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟D中，采用程序升溫方法分離樣品中的各 組分；在60至200°C的程序升溫條件進行樣品分析。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟D中，樣品的含硫雜質(zhì)峰對應于SF6分解的 主要的痕量產(chǎn)物S02、H2S, SOF4和S2OFltl等成分，可根據(jù)峰值的保留時間或用色譜-質(zhì)譜聯(lián) 用檢測加以區(qū)分。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，根據(jù)六氟化硫與分解物雜質(zhì)組份沸點不同，利用低 溫和微捕集聯(lián)用技術進行SF6氣體前處理，將樣品中98%以上的六氟化硫氣體分離出去； 同時將六氟化硫氣體樣品中分解產(chǎn)物，包括S02、H2S, SO2F2, SOF2, SOF4, S2OF10組分濃縮在微 捕集管內(nèi)，然后經(jīng)熱解吸在線地將微捕集管內(nèi)濃縮的各種分解產(chǎn)物直接地引進到氣相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用儀GCMS中，進行GCMS分析測定。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述低溫為-60°C，所述熱解吸溫度為100°C。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟E中，根據(jù)S02、H2S、S0F4、S02F1(1的含量及變 化情況判斷SF6氣體絕緣設備中是否存在局部放電缺陷。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的基于痕量化學分解物檢測的六氟化硫氣體 絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法，可根據(jù)SF6氣體的化學分解物變化來判斷電氣設備內(nèi)部絕緣 狀況。本發(fā)明增加對GIS設備內(nèi)部絕緣狀況的檢測手段，豐富設備的狀態(tài)信息；可及早發(fā)現(xiàn) GIS內(nèi)部放電性故障，提高設備運行可靠性；在GIS突發(fā)放電故障后，準確快速定位故障氣 室，提高維修效率。


圖1為SF6氣體中持續(xù)局部放電的氣相色譜圖。圖2為SF6氣體中持續(xù)局部放電的質(zhì)譜圖。圖3為本發(fā)明檢測方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。本發(fā)明揭示了一種基于痕量化學分解物檢測的六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電 檢測方法，可根據(jù)六氟化硫的分解物判斷GIS內(nèi)部是否發(fā)生內(nèi)部放電、局部放電；GIS內(nèi)部 發(fā)生高、中、低能量的內(nèi)部放電、局部放電均可通過本發(fā)明檢測獲得。請參閱圖3，本發(fā)明六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法包括如下步驟A、提供待檢測絕緣設備內(nèi)六氟化硫SF6氣體的樣品；B、所述樣品進樣后，通過一熱導檢測器TCD檢出氣體樣品中的常規(guī)成分；常規(guī)成 分包括空氣、四氟化碳、二氧化碳、六氟化二碳、和六氟化硫等；C、待TCD檢測SF6基本流出后，將所述樣品輸入至一火焰光度檢測器FPD ；D、通過該火焰光度檢測器FPD檢測SF6分解的痕量產(chǎn)物；E、根據(jù)步驟D所述的痕量產(chǎn)物的含量及變化情況判斷SF6氣體絕緣設備中是否存 在局部放電缺陷。以下對本發(fā)明檢測方法做詳細描述。SF6氣體在放電作用下產(chǎn)生的分解物含量很低(幾十個或幾個PPM以下)，利用一 般實驗室色譜儀的熱導檢測，不易檢出。由于分解產(chǎn)物主要是含有硫元素的化合物，根據(jù)火 焰光度檢測器(FPD)只對含硫的物質(zhì)有相應，對不含硫的物質(zhì)沒有相應的特點，以及其具有較高的靈敏度，采用火焰光度檢測器對六氟化硫分解產(chǎn)物進行測量，可以大大提高六氟 化硫分解產(chǎn)物的最小檢測限，有利于對故障設備中分解物的監(jiān)測。考慮到SF6中還有其他雜質(zhì)成分，檢測采用熱導檢測器TCD和火焰光度檢測器FPD 串聯(lián)方式。樣品進樣后首先由TCD檢測器依次檢測空氣、四氟化碳、二氧化碳、六氟化二碳 和六氟化硫。在氣路系統(tǒng)加裝一個四通閥，以防止大量六氟化硫進入FPD檢測器引起飽和， 待TCD檢測器檢測六氟化硫峰基本流出以后，將閥切換至FPD檢測器，檢測六氟化硫分解的 痕量產(chǎn)物。該方法具有高效、快速、靈敏的特點。為了使SF6氣體中各組份在較短的時間內(nèi)達到比較滿意的分離效果，采用程序升 溫方法，以加快出峰時間，改善峰形，同時保留時間小于15分鐘。經(jīng)過樣品多次檢測，在進 樣量為ImL時，選擇4米Porapak Q柱長，載氣流速24ml/min ；柱溫60至200°C的程序升 溫條件進行樣品分析，可以使樣品中各組份達到較好分離，圖1為某電氣設備中六氟化硫 氣體氣相色譜檢測圖。圖1中，上譜圖為FPD檢測器，檢測含硫雜質(zhì)；下譜圖為TCD檢測器，TCD檢測器出 峰依次為空氣、四氟化碳、六氟化二碳、六氟化硫、水。對譜圖中的SF6氣體中痕量含硫雜質(zhì)，采用色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(簡稱GCMS)檢測。 由于放電分解物含量很低(幾十個或幾個PPM以下)，為了降低SF6對分解物檢測的溶劑效 應，根據(jù)六氟化硫與分解物雜質(zhì)組份沸點不同，利用低溫(-60°C )和微捕集聯(lián)用技術進行 SF6氣體前處理，將樣品中98%以上的六氟化硫氣體分離出去，同時將六氟化硫氣體樣品中 分解產(chǎn)物，諸如S02、H2S, SO2F2, SOF2, SOF4, S2OF10等組分濃縮在微捕集管內(nèi)，然后經(jīng)熱解吸 (IOO0C )在線地將微捕集管內(nèi)濃縮的各種分解產(chǎn)物直接地引進到GCMS儀器中，進行GCMS 分析測定。例如某SF6氣體樣品進樣量lmL ；濃縮阱溫度-60°C (5min)；微捕集管1. 4mm idX2. Omm odX 100mm L,內(nèi)部充填Porasil A(60-80 目)約 40mg ；分流進樣時間2_3min ； 樣品分流2mL/min ；熱解吸溫度100°C (2-3min)。分析發(fā)現(xiàn)含硫雜質(zhì)主要是SOF4 (特征碎片離子m/z 105，86)、S2OFltl (特征碎片離 子m/zl05，127)，未測定出SO2組分(特征碎片離子m/z64) ,SO2F2組分(特征碎片離子m/z 102)和SOF2 (特征碎片離子m/z 67)。質(zhì)譜圖如圖2所示。最后，根據(jù)含硫雜質(zhì)中痕量分解物的含量和變化情況，可以判斷SF6氣體絕緣設備 中是否存在局部放電缺陷。綜上所述，本發(fā)明提出的基于痕量化學分解物檢測的六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部 放電檢測方法，可根據(jù)SF6氣體的化學分解物變化來判斷電氣設備內(nèi)部絕緣狀況。本發(fā)明 增加對GIS設備內(nèi)部絕緣狀況的檢測手段，豐富設備的狀態(tài)信息；可及早發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部放電 性故障，提高設備運行可靠性；在GIS突發(fā)放電故障后，準確快速定位故障氣室，提高維修 效率。這里本發(fā)明的描述和應用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例 中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、 材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
權利要求
一種六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法，其特征在于，該方法包括如下步驟A、提供待檢測絕緣設備內(nèi)六氟化硫SF6氣體的樣品；B、所述樣品進樣后，通過一熱導檢測器TCD檢出氣體樣品中的常規(guī)成分；C、待TCD檢測SF6基本流出后，將所述樣品輸入至一火焰光度檢測器FPD；D、通過該火焰光度檢測器FPD檢測SF6分解的痕量產(chǎn)物；E、根據(jù)步驟D所述的痕量產(chǎn)物的含量及變化情況判斷SF6氣體絕緣設備中是否存在局部放電缺陷。
2.根據(jù)權利要求1所述的六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法，其特征在于 步驟B中，所述熱導檢測器TCD依次檢測空氣、四氟化碳、二氧化碳、六氟化二碳、和六氟化硫常規(guī)成分的含量。
3.根據(jù)權利要求1所述的六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法，其特征在于所述步驟C中，TCD檢測SF6峰值已出現(xiàn)并衰減至讀數(shù)值變換量小于5uV/30s時，則判 斷SF6基本流出。
4.根據(jù)權利要求1所述的六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法，其特征在于 所述樣品輸入口通過四通閥與TCD、FPD連接；樣品輸入口在步驟B中與TCD連接；待TCD檢測SF6基本流出后，切換所述四通閥，將 樣品輸入至FPD。
5.根據(jù)權利要求1所述的六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法，其特征在于所述步驟D中，采用程序升溫方法分離樣品中的各組分；在60至200°C的程序升溫條 件進行樣品分析。
6.根據(jù)權利要求1所述的六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法，其特征在于所述步驟D中，樣品的含硫雜質(zhì)峰對應于SF6分解的主要的痕量產(chǎn)物S02、H2S, SOF4和 S2OFltl成分，可根據(jù)峰值的保留時間或用色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測加以區(qū)分。
7.根據(jù)權利要求1所述的六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法，其特征在于 所述步驟E中，根據(jù)S02、H2S, SOF4, SO2F10的含量及變化情況判斷SF6氣體絕緣設備中是否存在局部放電缺陷。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種六氟化硫氣體絕緣設備內(nèi)部放電檢測方法，包括如下步驟A、提供待檢測絕緣設備內(nèi)六氟化硫SF6氣體的樣品；B、所述樣品進樣后，通過一熱導檢測器TCD檢出氣體樣品中的常規(guī)成分；C、待TCD檢測SF6基本流出后，將所述樣品輸入至一火焰光度檢測器FPD；D、通過該火焰光度檢測器FPD檢測SF6分解的痕量產(chǎn)物；E、根據(jù)痕量產(chǎn)物的含量及變化情況判斷SF6氣體絕緣設備中是否存在局部放電缺陷。本發(fā)明可根據(jù)SF6氣體的化學分解物變化來判斷電氣設備內(nèi)部絕緣狀況。本發(fā)明增加對GIS設備內(nèi)部絕緣狀況的檢測手段，豐富設備的狀態(tài)信息；可及早發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部放電性故障，提高設備運行可靠性；在GIS突發(fā)放電故障后，可準確快速定位故障氣室，提高維修效率。
文檔編號G01N30/66GK101995532SQ20091005662
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月18日 優(yōu)先權日2009年8月18日
發(fā)明者彭偉, 徐紅, 高凱 申請人:華東電力試驗研究院有限公司