CN101887093A - 利用气相色谱法检测sf6电器设备内部故障的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用气相色谱法检测SF₆电器设备内部故障的方法，步骤如下：取SF₆电气设备内部的气体样品，将气体样品通入气相色谱仪中进行分离检测，根据检测出的谱图来定性检测气体样品中是否存在H₂S和SO₂；若存在H₂S和SO₂的波峰可以判断存在H₂S和SO₂气体，反之不存在H₂S和SO₂气体；若存在H₂S和SO₂气体，根据谱图和气体浓度计算公式可以对H₂S和SO₂气体进行定量计算；根据定性定量分析发现H₂S和SO₂气体含量不断增加时，其产气速率大于10％每月时，就需要停运检查，及时查找隐患、消除隐患。本发明方法方便、快捷、用气量少、随时检测、准确率高。

Description

利用气相色谱法检测SF6电器设备内部故障的方法

技术领域

本发明涉及一种利用仪器分析检测设备故障的方法，尤其涉及一种利用气相色谱法检测SF₆电气设备内部故障的方法。

背景技术

随着电网的高速发展，SF₆气体已成为超高压和特高压电气设备的唯一重要的电介质，其技术已应用20多年，但其检查手段主要以检测SF₆气体中的水分为主，水分含量只能预测电气设备的绝缘和灭弧能力，无法预测电气设备内部是否存在隐患。社会上使用传感器检测设备中的分解气体，但需设备停电、要与设备相连、还需保证一定的设备气压才能进行检测，这种测试方法，耗时耗力、浪费气体、污染环境，不宜选用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题，安全、简便的利用气相色谱法检测SF₆电器设备内部故障的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用气相色谱法检测SF₆电器设备内部故障的方法，它包括如下步骤：

a、取SF₆电气设备内部的气体样品，以N₂、H₂S、SO₂的混合气体作为标样气体，将气体样品通入气相色谱仪中进行分离检测，根据检测出的谱图来定性检测气体样品中是否存在H₂S和SO₂；若存在H₂S和SO₂的波峰可以判断存在H₂S和SO₂气体，反之不存在H₂S和SO₂气体；当色谱图中出现H₂S和SO₂气体痕量时，提示我们对该设备加强监督、缩短试验周期，追踪分析，及时掌握气体的发展趋势。

b、若存在H₂S和SO₂气体，根据谱图和气体浓度计算公式可以对H₂S和SO₂气体进行定量计算；

气体浓度计算公式如下：

$C_i=C_{\mathrm{si}}\frac{A_i}{A_{\mathrm{si}}}$

C_i：气样中i组分含量，μL/L

Cs_i：标气中i组分含量，μL/L

A_i：气样中i组分峰面积，mm²

As_i：标气中i组分峰面积，mm²；

当追踪分析发现H₂S和SO₂气体含量不断增加时，其产气速率大于10％每月时，就需要停运检查，及时查找隐患、消除隐患。

进一步，步骤a中：色谱柱为GDX-301，固定相60～80目，色谱柱长2m、内径3mm。

进一步，步骤a中：以氢气作为载气，流速为30mL/min、气压为0.04MPa。

进一步，步骤a中的检测器为TCD热导检测器，检测器温度设定为100℃；TCD热丝温度为180℃±10℃；热丝电流为：100±2mA；燥声≤0.02mv；漂移≤0.25mv/min；柱箱、注样器温度为80℃。

本发明的有益效果是：本发明通过检测分析SF₆电器设备内部中的H₂S、SO₂气体，来判断SF₆电器设备内部是否存在隐患。若有异常及时处理，将故障消灭在萌芽状态，保证设备的安全运行。只需采取约50mL的SF₆气体，通过色谱分析，就可达到检测SF₆电器设备内部故障的目的。

本发明的方法具有稳定性能好、用气量少、随时检测、准确率高等特点，它为SF₆电气设备内部故障的早期检测判断提供了简便、有效的手段。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明H₂S和SO₂气体标样谱图；

图2为本发明气相色谱分析流程图；

图3为本发明H₂S和SO₂气体样品谱图。

具体实施方式

实施例1：

步骤1：在SF₆电气设备内部取SF₆气体50mL待用，购买H₂S、SO₂和N₂的混合气体作为标样气体。

步骤2：调试气相色谱仪的工作条件，工作条件如下：

a、TCD热导检测器工作条件的选择：

燥声≤0.02mv；漂移≤0.25mv/min；

柱箱、注样器温度设定为80℃；

检测器温度设定为100℃；

TCD衰减×量程：1×0.05；

TCD热丝温度设定为180℃±10℃；热丝电流为：100±2mA；

b、色谱柱的选择：

色谱柱GDX-30160～80目，色谱柱为不锈钢管，长2m、内径3mm

c、载气：选氢气为载气(纯度≥99.99％)，流速为30mL/min、气压设定为0.04Mpa；

d、注射器：10mL，进样量：1mL；

步骤3：

a、对色谱仪进行标定：注入0.5mL混合标样气体，标样谱如图1所示；

b、取SF₆气体0.5mL，注入到色谱仪中，气样经过色谱柱分离，然后经由TCD热导鉴定器，由记录仪得到样品谱图3，气相色谱检测气体流程如图2所示。由图3可以看出，检测出了H₂S和SO₂峰，说明SF₆气体内存在H₂S和SO₂气体，定性判断结束，说明设备内部可能存在放电和过热故障，需要追踪分析，利用“气体浓度公式”计算出H₂S和SO₂气体的含量，其值为H₂S：0.06μL/L、SO2：0.09μL/L，属于定量判断，从数据可以看出：含量很低，需要追踪分析，观察气体的发展趋势，当产气速率大于10％每月时，就需要停运检查，查找隐患、消除隐患。当气体含量小于0.05μL/L时，视为痕量，可作为定性判别。

实施例2：

对于一组2008年6月新建站--220kV变电站，对组合电器各气室SF₆气体进行检测，其H₂S和SO₂含量为零，说明变电站各组合电器设备合格。

2009.4.6运行工在操作220隔离开关时，听到设备内部有异常响声，立即取SF₆气体样本分析，在色谱图中发现了微量H₂S和SO₂气体，这说明设备内部可能存在过热和放电故障。得出检测结论：缩短试验周期，进行追踪检测。

2009.4.16取SF₆气体样本分析，发现H₂S和SO₂气体有明显的增长趋势，其含量分别为H₂S：1.5μL/L、SO₂：3.6μL/L。

2009.4.18，220隔离开关再次操作后，随即又进行采样分析其H₂S和SO₂气体，气体含量已分别高达：H₂S：8.1μL/L、SO₂：13.2μL/L，其产气速率分别为H₂S＝135％每月、SO₂＝435％每月，已远远大于10％每月，初步判断设备内部动触头部分可能存在放电故障。

于2009.4.18下午对220开关进行解体检测，发现其动触头与拉杆连接的插销孔偏大，使拉杆产生悬浮电位放电，厂家也承认是产品质量造成。解体检查结果于气体检测判断结果判断一致。由于缺陷被及时检出，避免了事故的发生。

Claims (4)

1.一种利用气相色谱法检测SF₆电器设备内部故障的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

a、取SF₆电气设备内部的气体样品，以N₂、H₂S、SO₂的混合气体作为标样气体，将气体样品通入气相色谱仪中进行分离检测，根据检测出的谱图来定性检测气体样品中是否存在H₂S和SO₂；若存在H₂S和SO₂的波峰可以判断存在H₂S和SO₂气体，反之不存在H₂S和SO₂气体；当色谱图中出现H₂S和SO₂气体痕量时，提示我们对该设备加强监督、缩短试验周期，追踪分析，及时掌握气体的发展趋势；

b、若存在H₂S和SO₂气体，根据谱图和气体浓度计算公式可以对H₂S和SO₂气体进行定量计算；

气体浓度计算公式如下：

$C_i=C_{\mathrm{si}}\frac{A_i}{A_{\mathrm{si}}}$

C_i：气样中i组分含量，μL/L

Cs_i：标气中i组分含量，μL/L

A_i：气样中i组分峰面积，mm²

As_i：标气中i组分峰面积，mm²；

当追踪分析发现H₂S和SO₂气体含量不断增加时，其产气速率大于10％每月时，就需要停运检查，及时查找隐患、消除隐患。

2.按照权利要求1所述的利用气相色谱法检测SF₆电器设备内部故障的方法，其特征在于：步骤a中：色谱柱为GDX-301，固定相60～80目，色谱柱长2m、内径3mm。

3.按照权利要求1或2所述的利用气相色谱法检测SF₆电器设备内部故障的方法，其特征在于：步骤a中：以氢气作为载气，流速为30mL/min、气压为0.04MPa。

4.按照权利要求1或2所述的利用气相色谱法检测SF₆电器设备内部故障的方法，其特征在于：步骤a中的检测器为TCD热导检测器，检测器温度设定为100℃；TCD热丝温度为180℃±10℃；热丝电流为：100±2mA；燥声≤0.02mv；漂移≤0.25mv/min；柱箱、注样器温度为80℃。

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