CN101806791A - 一种六氟化硫电气设备故障监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六氟化硫电气设备故障监测方法，通过所述六氟化硫电气设备中的氟化氢的含量判断所述六氟化硫电气设备的运行情况，具体为：检测六氟化硫电气设备中的氟化氢的含量；对氟化氢的含量与第一比较值进行比较，当氟化氢的含量小于第一比较值时，确定六氟化硫电气设备运行于正常状态，否则六氟化硫电气设备运行于异常状态。在本发明公开的六氟化硫电气设备故障监测方法中，将电气设备中的氟化氢作为监测的标准杂质，通过检测氟化氢的含量，对氟化氢的含量与第一比较值进行比较，可以及时有效地判断六氟化硫电气设备是否发生故障。
Description
技术领域
本发明涉及电力电气设备技术领域，尤其涉及一种六氟化硫电气设备故障监测方法。
背景技术
六氟化硫(SF6)具有优异的电气绝缘和灭弧性能，被认为是迄今最理想的气体绝缘、灭弧介质。SF6气体的独特性质使得采用它作为绝缘灭弧介质的电气设备具有绝缘强度高、灭弧能力强、开断容量大、防火防爆、体积小、占地面积小、重量轻、噪音小等诸多优点。至今，仍没有成熟的替代物质可以在技术经济性能等方面优于SF6气体。随着当今电力工业的快速发展，六氟化硫电气设备已得到越来越广泛的应用，其各级设备特别是高电压和超高电压等级设备的应用类型也越来越多，包括全封闭组合电器(GIS)、断路器(GCB)、变压器，电流互感器(GICT)、电压互感器(GIPT)、电力电缆(GIC)等，为电力系统的安全经济运行起到了良好的作用。
但是，在大功率电弧、火花放电和电晕放电作用下，SF6气体将不同程度地产生各种分解产物，SF6被分解成高活性的硫-氟化合物，其中大多数分解产物(如SF4、SF2、S2F2和F2等)将会与其他物质或电气设备中的杂质发生化学反应，形成更稳定的二次分解产物(如HF、SOF2、SO2F2、SO2和COS)，SF6气体分解产物中的酸性物质特别是HF会与水分或金属氧化物继续反应，不仅会使SF6气体的绝缘性能继续下降，还会严重腐蚀电气设备的内壁，导致更严重的设备事故。另外，SF6气体本身是无毒的，但其某些分解产物属于剧毒物质，会造成检修人员窒息事件。
为了及早发现电气设备故障的发生并保证工作人员的生命健康，要对六氟化硫电气设备进行故障监测，目前现场SF6杂质分析检测设备普遍检测H2S和SO2的气体含量，但通过对H2S和SO2的检测无法及时有效地判断六氟化硫电气设备内部的故障情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种六氟化硫电气设备故障监测方法，可以及时有效地发现电气设备中故障的发生。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种六氟化硫电气设备故障监测方法，通过所述六氟化硫电气设备中的氟化氢的含量判断所述六氟化硫电气设备的运行情况，具体为：
检测所述六氟化硫电气设备中的氟化氢的含量；
对所述氟化氢的含量与第一比较值进行比较，当所述氟化氢的含量小于所述第一比较值时，确定所述六氟化硫电气设备运行于正常状态，否则，确定所述六氟化硫电气设备运行于异常状态。
优选的，在上述方法中，还包括：当所述六氟化硫电气设备运行于异常状态时，发出异常警报。
优选的，在上述方法中，第一比较值为10μl/L。
优选的，在上述方法中，进一步对所述氟化氢的含量与第二比较值进行比较，当所述氟化氢的含量小于所述第二比较值时，确定所述六氟化硫电气设备运行于正常状态，否则，对所述氟化氢的含量与所述第一比较值进行比较。
优选的，在上述方法中，进一步包括：当所述氟化氢的含量不小于所述第二比较值时，发出异常预报。
优选的，在上述方法中，第二比较值为1μl/L。
由此可见，本发明的有益效果为：在本发明公开的六氟化硫电气设备故障监测方法中，将电气设备中的氟化氢作为监测的标准杂质，通过对氟化氢的含量和第一比较值进行比较，可以及时有效地判断电气设备是否发生故障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的一种六氟化硫电气设备故障监测方法的流程图；
图2为本发明公开的另一种六氟化硫电气设备故障监测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
本发明公开的六氟化硫电气设备故障监测方法中，将六氟化硫电气设备中的氟化氢含量作为检测的标准，通过氟化氢的含量判断六氟化硫电气设备是否发生故障。
参见图1，图1为本发明公开的一种六氟化硫电气设备故障监测方法的流程图。包括：
步骤S1：检测六氟化硫电气设备中的HF的含量。
步骤S2：对HF含量与第一比较值进行比较，当HF的含量小于第一比较值时，转向步骤S31；否则，转向步骤S32。
第一比较值是六氟化硫电气设备发生异常时，电气设备中的HF的含量，可认为是电气设备发生异常的临界值。异常状态是指六氟化硫电气设备处于放电状态或过热状态，此时六氟化硫的绝缘性都会受到影响。
步骤S31：确定六氟化硫电气设备运行正常。
步骤S32：确定六氟化硫电气设备运行异常。
在实施中，若六氟化硫电气设备运行于异常状态时，发出异常警报，检修维护人员可以及时的获知故障的发生。
本发明中选定六氟化氢电气设备中的HF气体作为故障监测的标准杂质，通过检测HF的含量即可及时有效地判断出电气设备中是否发生了故障。
下面对选定HF作为故障监测过程中检测杂质的依据进行说明。
首先通过模拟故障放电进行检测，检测结果如下：
| 序号 | 放电时间(小时) | HF(μl/L) | 可水解氟化物(μg/g) | CF4(μl/L) | CO2(μl/L) | CO(μl/L) | SO2F2(μl/L) | SOF2(μl/L) | SO2(μl/L) |
| 1 | 0 | 0 | 0.10 | 33 | 76 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 22 | 12 | 0.42 | 36 | 43 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 46 | 20 | 0.55 | 46 | 46 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 4 | 66 | ＞30 | 0.58 | 45 | 57 | 0 | 0 | 0 | 0 |
从上表可以看出，随着放电时间的增加，HF的含量随之增加，而其他杂质气体成分没有太大的变化。
其次通过模拟故障过热进行检测，检测结果如下：
| 序号 | 温度(℃) | 运行时间(小时) | HF(μl/L) | 可水解氟化物(μg/g) | CF4(μl/L) | CO2(μl/L) | CO(μl/L) | SO2F2(μl/L) | SOF2(μl/L) | SO2(μl/L) | C3F8(μl/L) |
| 1 | 室温 | 0 | 0 | 0.05 | 60 | 27 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 100 | 19 | 0 | 0.05 | 56 | 41 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 120 | 43 | 0 | 0.09 | 58 | 27 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 4 | 150 | 67 | 0 | 0.19 | 59 | 16 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 5 | 200 | 91 | 0 | 0.21 | 62 | 18 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 6 | 250 | 115 | 1 | 0.25 | 61 | 45 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 7 | 250 | 139 | 1 | 0.22 | 49 | 63 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 8 | 300 | 163 | 10 | 0.66 | 59 | 75 | 12 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 序号 | 温度(℃) | 运行时间(小时) | HF(μl/L) | 可水解氟化物(μg/g) | CF4(μl/L) | CO2(μl/L) | CO(μl/L) | SO2F2(μl/L) | SOF2(μl/L) | SO2(μl/L) | C3F8(μl/L) |
| 9 | 350 | 187 | ＞30 | 1.97 | 60 | 163 | 28 | 0 | 0 | 0 | 0 |
从上表可以看出，在过热的情况下HF是最先产生的杂质，而且随着温度的升高和过热时间的增长，HF的含量明显增加。
基于上述的故障放电检测和故障过热检测结果，在六氟化硫电气设备工作于非正常状态(放电状态和过热状态)时，HF是最先产生的杂质气体，而且随着放电时间的增长、温度的升高和过热时间的增长，HF的含量会明显的增加，将其作为六氟化硫电气设备故障监测的标准杂质，可以及时有效地发现故障。
在2009年7月13日某变电站在通电过程中发现故障，其具体数据分析情况见下表：
| 设备名称 | CF4(μl/L) | CO2(μl/L) | CO(μl/L) | HF(μl/L) | SOF2(μl/L) | SO2F2(μl/L) | SO2(μl/L) |
| G34C | 30 | 8 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| G34B | 47 | 24 | 95 | 15 | 9 | 0 | 0 |
| G35B | 39 | 8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| GCB32B | 41 | 6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
通过对试验数据的分析发现G34B气室存在内部故障，根据故障现场特点，可以判断该气室内部发生了放电性故障。经设备解体检查，情况与分析结论一致。进一步验证了将HF作为监测标准杂质的及时性和有效性。
综上所述，通过监测六氟化硫电气设备的气体中HF含量的变化可以及时发现设备内部故障。
参见图2，图2为本发明公开的另一种六氟化硫电气设备故障监测方法的流程图。包括：
步骤S1：检测六氟化硫电气设备中的HF的含量。
步骤S4：对HF含量与第二比较值进行比较，当HF的含量小于第二比较值时，转向步骤S31；否则，转向步骤S2。
步骤S2：对HF含量与第一比较值进行比较，当HF的含量小于第一比较值时，转向步骤S31；否则，转向步骤S32。
步骤S31：确定六氟化硫电气设备运行于正常状态。
步骤S32：确定六氟化硫电气设备运行于异常状态。
图2所示的流程可以减少六氟化硫电气设备故障情况的发生，第二比较值是六氟化硫电气设备运行于准异常状态的阈值，准异常状态可以认为是从正常状态向异常状态的过渡阶段，处于准异常状态的六氟化硫电气设备中可能存在故障隐患，在六氟化硫电气设备存在故障隐患时由检修维护人员对其进行检修，就可以避免故障的发生。
在实施中，当HF的含量大于或等于第一比较值时，即认为六氟化硫电气设备处于准异常状态，此时向用户发出异常预报，及时告知用户六氟化硫电气设备中可能存在故障的情况。
参考放电检测结果和过热检测结果，将第一比较值确定为10μl/L，将第二比较值确定为1μl/L。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种六氟化硫电气设备故障监测方法，其特征在于，通过所述六氟化硫电气设备中的氟化氢的含量判断所述六氟化硫电气设备的运行情况，具体为：
检测所述六氟化硫电气设备中的氟化氢的含量；
对所述氟化氢的含量与第一比较值进行比较，当所述氟化氢的含量小于所述第一比较值时，确定所述六氟化硫电气设备运行于正常状态，否则，确定所述六氟化硫电气设备运行于异常状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
当所述六氟化硫电气设备运行于异常状态时，发出异常警报。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一比较值为10μl/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
对所述氟化氢的含量与第二比较值进行比较，当所述氟化氢的含量小于所述第二比较值时，确定所述六氟化硫电气设备运行于正常状态，否则，对所述氟化氢的含量与所述第一比较值进行比较。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括：
当所述氟化氢的含量不小于所述第二比较值时，发出异常预报。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述第二比较值为1μl/L。
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