关于SF6气体分解产物检测技术及应用的相关探讨论文_陈晓波

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摘要:随着我国社会经济的不断发展,相应的也就带动了电力系统行业的发展,在电力系统行业的快速发展过程中,六氟化硫电气设备的使用量也就得到了极大的增多。但是在具体的实践过程当中,表明六氟化硫电气设备内部常常会存在一定的潜伏性故障或者常常发生闪络等问题,然而常规的电气试验却很难在整个过程当中发现设备存在的缺陷,要想全面的判断设备是否存在相应的故障问题,这时候也就可以采用SF6气体分解产物技术。本文将会针对于这一点展开全面的分析描述,以希望为有关行业人士提供参考。

关键词:SF6;气体分解;检测技术;应用

有关行业人士都清楚明白的是,当处于运行状态的SF6设备,假如遇见了电弧放电、火花放电以及过热等故障的时候,这时候必定会产生大量的HF、SO2等分解产物,不同的产物在分解产物的过程中也会呈现出极大的区别性,所以利用检测设备当中的SF6分解产物组分或者是含量变化,都能够非常初步的判断出设备出现的故障部分或者是故障类型。通过实际的观测情况可知,SF6气体分解产物检测技术应用的种类是较多的,但是每种检测技术在应用的过程中又存在一定的局限性,同时差异性也较为明显。

一、关于SF6气体分解产物检测技术的分解机理研究

根据相关人士对SF6气体放电分解机理展开的分析研究,当前在SF6气体放电过程和影响因素等方面达到了初步的一致。SF6的气体分解产物放电的基本过程一般表现为这样:SF6气体首先会分解为SF5,SF4,SF3,SF2等一系列低氟硫化物,但是需要注意的是其中的绝大部分都可以极其快速的复合成为SF6,但是其中的低氟硫化物少部分将会进一步的与气室当中的O2,H2O等绝缘材料或者金属电器等产生一定的化学反应,最终也就形成了SO2,CO2等化合物。

之后根据大量的研究结果显示可知,不论是何种形式的放电,SF6气体在放电分解产物的量与放电能量大致上都呈现出了一定的线性关系。另外,SF6在火花放电的情况下,其气体所分解的产物与局部的放电都是具有相应的一致性,但是此过程中的SOF2以及SO2F2的比值将会有所上升。所以正是因为这样的前提条件存在,因此也就可以通过检测SOF2和SO2F2组分比例来分析气体分解产物的放电剧烈程度。

二、关于SF6气体分解产物检测技术的方法应用分析

(一)SF6检测管法技术的应用分析

由实际的应用研究分析可知,SF6检测法技术在应用至今都已经取得了极好的检测效果,当前情况下对于SO2、CO、COS等组合分展开了定量的分析检测工作。它的实际工作原理是:首先通过检测装置从高压电气设备当中,科学的提取出一定体积的SF6气体,之后再分别的通过检测管,这些分解产物会在检测管当中发生一定的化学反应,并且还能全面的改变检测管的颜色,最终有关技术人员也就可以根据反应机理的不同,从变色柱的长短当中科学的读出SO2、H2S、CO等组分的浓度。检测管法技术在应用的时候具有极强的优势所在,因为检测管法技术的操作相对简单,同时在耗气量上也较少,针对性比较强,如此也就能够准确有效的检测出体积分数10级别以上的浓度。在实际的分解产物工作开展上,检测管法技术并没有得到一个推广性的应用,这是因为在实际的分解试验过程中,此种方法和容易受到温度、湿度以及存放时间的影响,最终也就不能检测出其他主要分解产物的气体,进而也就不能全面的反映出SF6放电分解气体组分的情况。

(二)关于电化学传感器法检测技术的应用分析

目前情况下,应用于现场检测SF6气体分解法分解仪的技术,通常情况下

都是电化学法,此种方法往往是利用化学敏器件检测气体分解物。化学气敏传感器将会利用被测气体的形状以及分子结构,展开有选择性的俘获功能,同时将所俘获化学能量有效的转变成为电信号功能,从而展开具体的气体分解产物工作。典型的电化学传感器,都会由传感电极以及反电极组成,同时还由一个薄电解层隔开。气体首先都是通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应,之后再是憎水屏障,最终达到电极表面。有关技术人员在采用这种方法展开气体分解产物工作时,应当允许适量的气体与传感器电极发生反应,以此来形成充分的电信号,与此同时还需要防止电解质漏出传感器。另一方面,当扩散进入到传感器的气体在工作电极表面发生氧化或者是还原反应的时候,对电极发生与之相对的逆反应,从而实现在外部电路上电流形成工作,技术人员只需要测量该电流的情况,也就可以有效的确定出被测气体的浓度,如此才能确保SF6气体分解产物检测结果,始终具有可靠性以及有效性。

(三)关于红外吸收光谱法检测技术的应用分析

在SF6气体分解产物检测技术的应用研究中,红外吸收光谱法也是应用较多的检测技术,红外吸收光谱检测技术的工作原理是一束红外光,穿过样品气体时,因为样品气体对于红外光具有一定的吸收,所以光强也就会被削弱,透过光与发射光的比值对波长的函数构成了样品气体的红外吸收光谱。另一方面,整个光谱图中吸收峰的峰值、峰面积以及形状,与该物质的浓度之间都会呈现出线性的关系。这样特点的气体红外吸收光谱,也就会在吸收波长处出现尖峰,之后再根据峰的大小、形状、峰面积、出峰位置,全面的对气体的组分展开定性与定量的分析,目前情况下,相应的在SF6气体分解产物分析的应用中,该方法得到了大量的实践。红外吸收光谱法检测技术具有无需气体分离、受到气体干扰程度较小的优点,红外光谱图可以非常直观的反映出各个气体组分的变化情况,并且在实际的检测过程中,也并不会造成被测气体的改变,最终形成在线检测系统。但是红外吸收光谱检测技术仍然需要,在使用标准气体的过程中,根据参考图谱的研究,全面的对分析的结果展开科学化的校正。

(四)有关光声光谱仪分解产物检测技术的应用

就近些年的情况来看,关于SF6气体分解产物检测技术的应用研究,明确的发现光声光谱原理的分解产物已出现在现场检测过程当中。此种检测仪器技术的应用原理主要是,利用特定波长的单色光照来照射样品,之后样品也就会充分的吸收光能,并且最终以释放热能的方式退激,释放的热能还能够使得样品和周围的介质产生压力波动,此种波动还会通过微音器检测技术,根据光声信号大小与物质吸光度形成正比关系,从而实现气体分解产物的定量分析。光声光谱仪器还能够对SO2、H2S、CO等物质展开准确的检测,这样的精准度通常都是较好,光声光谱仪器检测技术能够科学全面的分析SF6气体分解产物的因素,全面高效的研究其中所存在的比例,并且将所分解出来的气体做出数据上的保存工作,这样也就可以产生对应特征的吸收峰,之后再根据气体分解的特征吸收频率,以及特征峰的强度,来科学的分析所分解产物的组成以及含量。光声光谱仪在分解产物的时候,更多体现出来的是现场的检测技术应用研究,因此有关行业人士应当对此予以重视。

图一 光声光谱检测仪线性关系图

结束语

上文通过两个部分展开了SF6气体分解产物检测技术的应用分析,首先对其分解机理展开了一定程度上的阐述,之后又将SF6气体分解产物检测技术的方法以及应用进行了综合叙述,其最终目的都是希望为有关行业人士提供一定程度上的参考。在SF6气体分解产物的检测技术应用过程中,一定要确保所使用的综合检测仪器基本满足测试的需要,因为这样才能使得整项工作的开展有条不紊的进行下去。

参考文献

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[3]马晓娟,刘淑军,赵亚军.SF_6设备放电分解物氦离子色谱检测方法及其应用[J].电世界,2018,59(08):11-14.

论文作者:陈晓波

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/19

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