[发明专利]一种六氟化硫气体绝缘电气设备的故障检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压电气设备的故障检测装置，特别涉及以六氟化硫(SF₆)为绝缘气 体的高压电气设备的故障检测装置。

背景技术

电力系统中，SF₆气体绝缘的电力设备，如变压器、互感器、GIS等，具有绝缘强度高、 占地面积小等优点，正逐渐成为现代变电站建设的首选设备。根据几十年的运行情况和故障 统计，以SF₆为绝缘气体的电气设备中，绝缘故障发生的比例最高(60％以上)，而局部放电 则是绝缘故障发生的一般表现形式和先兆。正常情况下，纯SF₆气体是无色、无臭、不燃、 无毒的惰性气体，具有优良的绝缘性能，且不会老化变质。但是，SF₆气体会存局部放电的 作用下发生分解，其分解物可与设备中的气体杂质、水分、绝缘材料和电极等发生反应，产 生氟化氢(HF)、二氧化硫(SO₂)、硫化氢(H₂S)、四氟化碳(CF₄)等剧毒、强腐蚀性的 衍生气体，这会明显降低SF₆气体的绝缘强度与灭弧性能，危及设备的安全运行。而外泄的 SF₆分解物具有毒性，防护不当会影响人的身体健康乃至造成中毒事件。现行的电力行业标 准、国家标准和国际标准中，如DL/T 596-1996、DL/T 941-2005、IEC 60480-2004等，都明 确规定了运行中的六氟化硫气体绝缘的电气设备气体检测和六氟化硫气体回收的具体检测 项目，包括空气、CF₄、HF、SOF₂、SO₂、SO₂F₂、SF₄等。

定量地检测六氟化硫气体绝缘设备中分解气体的组分和含量，及时掌握设备的运行状 况，可提高六氟化硫设备寿命和保障其安全稳定运行。更重要的是，利用分解气体与设备异 常、故障的定量对应关系，可判断绝缘故障的种类、故障严重程度和状态发展趋势等，为故 障诊断和设备检修提供依据。然而，局部放电、局部过热、绝缘故障与SF₆气体分解物之间 定量对应关系的研究和相关气体分解物检测设备的研制尚处于起步阶段。目前常用的SF₆气 体分析方法有气相色谱法、检测管法、离了色谱法等。专利CN2747583Y“六氟化硫电气 设备故障检测仪的检测机构”通过一个四通接头连接压力传感器、SO₂气体传感器和H₂S气 体传感器，检测SO₂和H₂S的含量并依此对设备内部故障进行诊断。但是该专利只能检测 SO₂和H₂S气体，检测多种故障衍生气体组分时的适用性受到局限。专利CN101059485A“六 氟化硫放电分解气体组分分析系统及其使用方法”提供一种分析六氟化硫分解气体组分分析 的系统及相应方法，通过该系统可模拟电气设备在不同电极下的局部放电，利用气相色谱仪 可研究具体故障下气体组分与故障之间的关系。换言之，该专利提供的是一种研究分解气体 组分的方法。专利CN101464671A“一种六氟化硫气体及其衍生物监测监控的装置及方法” 通过放电电流测量六氟化硫气体浓度，并通过SO₂、H₂S、O₂气体传感器测量衍生气体浓度。 当气体浓度超过系统预先设定的警示范围时，装置自动报警并对换气风机、降温风机等实行 联动控制。该发明不具备通过SF₆气体衍生物与故障之间的定量关系来诊断电气设备内部故 障的功能。