CN102495319B - 六氟化硫气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟实验方法 - Google Patents

Abstract

一种六氟化硫气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟实验方法，属于SF₆气体绝缘设备绝缘状态的在线监测技术领域。本发明方法是利用本申请人申请的“六氟化硫气体绝缘电气设备接触面过热性故障的模拟装置”，对SF₆气体绝缘电气设备中的接触面过热性故障进行模拟实验。本发明方法能模拟SF₆气体绝缘设备中接触面的过热性故障，且具有模拟的准确度高，检测的精度高，实验方法简单，安全，易掌握，便于推广应用等特点。本发明可广泛应用于SF₆气体绝缘电气设备中过热性故障的模拟，特别是SF₆气体绝缘电气设备接触面过热性故障的模拟。

Description

六氟化硫气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟实验方法

技术领域

本发明属于六氟化硫（SF₆）气体绝缘设备的绝缘状态在线监测技术领域，具体涉及SF₆气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟实验方法。

背景技术

SF₆气体绝缘设备，以SF₆气体作为绝缘介质，具有绝缘强度高、运行稳定、占地面积小和维护工作量小等优点，在电力系统中，尤其是大中城市电网建设和改造中得到愈来愈广泛的应用。但从近年来的运行情况看，其内部不可避免的缺陷仍会引起故障并随着运行时间的增长而不断扩大，一旦故障发生，SF₆气体绝缘设备由于其全封闭组合式结构使得故障辨识、定位和维修等工作的执行非常困难，且与分离式结构设备相比，其事故的平均停电检修时间更长、停电范围更广，由此常常导致极大的经济损失。SF₆气体绝缘设备故障模式主要有机械故障、过热性故障和放电性故障三种类型，且以后两种为主，并且机械故障常以过热性故障和放电性故障的形式表现出来。SF₆气体绝缘设备过热性故障通常是由于接触不良等原因而使得设备的热应力超过正常值，造成绝缘加速劣化。过热性故障的初期一般表现为持续的局部温度过高，导致设备内的主要绝缘介质SF₆气体在局部高温的作用下发生分解，并与其中混杂的氧气（O₂）、水蒸气（H₂O）以及热源处的金属物质发生反应，生成如氟化硫酰（SO₂F₂）、氟化亚硫酰（SOF₂）、二氧化碳（CO₂）等产物，而所生成的这些特征产物又与故障点处的温度（能量）存在着极为密切的关系。因此，可通过对分解所生成的特征产物进行监测，得到分解特征产物与温度的关系，提取出能够表征故障源温度（能量）的特征量，并在此基础上揭示过热导致SF₆分解的本质，完善SF₆分解理论，为实现SF₆气体绝缘设备的状态监测和故障诊断提供科学的理论依据，促进SF₆气体绝缘设备在线监测系统的设计和改进，提高电力部门判断SF₆气体绝缘设备绝缘状况的能力，从而避免大停电事故的发生，所以研究SF₆气体绝缘设备过热性故障的模拟实验方法，是保证电力系统安全运行，保证国民生产正常进行的重要手段之一。

现有的SF₆气体绝缘设备故障模拟实验方法，如专利号为ZL201010504048.8的“六氟化硫电气设备绝缘状态综合评估方法”专利，公开的方法是对六氟化硫电气设备绝缘状态的综合评估方法，该专利的主要缺点是：在考虑对反映设备绝缘状态的因素时，仅考虑了局部放电造成的SF₆分解，未考虑局部过热性故障对SF₆分解造成的影响，这不但不能对SF₆气体绝缘设备的过热性故障进行评估，而且由于过热性故障的影响而造成该综合评估方法的判断准确性差。又如专利号为ZL200710078493.0的“六氟化硫放电分解组分分析系统及其使用方法”专利，公开的系统主要包括调压控制台、隔离变压器、无晕试验变压器、无局放保护电阻、电容分压器、无感电阻、匹配阻抗、示波器、气相色谱仪，公开的方法是利用该装置对在实验室内模拟SF₆气体绝缘设备设备内部的局放放电，仅获得反应局部放电状态下，SF₆气体绝缘设备内SF₆气体的分解组分及放电波形等实验数据。该专利的主要缺点是：只能对SF₆气体绝缘设备内发生的局部放电故障进行模拟，不能对SF₆气体绝缘设备内发生的局部过热性故障进行模拟。

发明内容

本发明的目的是针对现有的SF₆气体绝缘设备故障模拟实验方法的不足，提供一种SF₆气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟装置的实验方法，能在实验室模拟GIS等SF₆气体绝缘设备内不同程度的接触面过热性故障，并获得反映接触面过热故障下的分解气体组分及其含量的数据，为进一步完善评估SF₆气体绝缘设备绝缘状态提供可靠的实验基础。

实现本发明目的的技术方案是：

一种SF₆气体绝缘设备过热性故障的模拟实验方法，利用本申请人申请的申请号为201110431132.6的“SF₆气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟装置”，对SF₆气体绝缘设备的过热性故障进行模拟实验、分析的具体步骤如下：

(1)实验准备

①放置发热体及检查过热性故障模拟元件的密封性能

先打开所述装置的过热性故障模拟元件的缸体的封口，将铝或电解铜材质的发热体的一种的两个接线极，分别通过硬质绝缘铜导线分别与所述装置底部的两个发热体接线柱的位于缸体内的一端连接，并通过绝缘支柱将所述装置的发热体支撑在所述装置的缸体中部的轴线处，然后所述装置的发热体温度传感器设置于所述装置的发热体一侧面上，并将所述装置的发热体温度传感器的两端分别通过导线分别于所述装置的缸体侧壁上的两个温度传感器接线柱的位于缸体内的一端连接，接着盖上所述装置的封口，打开所述装置的真空压力表球阀，再打开所述装置的真空泵球阀，然后启动所述装置的真空泵，对所述装置的过热性故障模拟元件的缸体内抽真空，当所述装置的缸体内的真空度为0.005～0.01MPa时，依次关闭所述装置的真空泵球阀和真空泵，静置10～12小时后再观察所述装置的真空压力表示数，当所述装置的真空压力表示数保持在0.005～0.012MPa时，表明所述装置的过热性故障模拟元件在真空状态下的密封性完好；再打开所述装置的SF₆气瓶的阀门和进气球阀，向所述装置的过热性故障模拟元件的缸体内充入SF₆气体，直至所述装置的缸体内气压达到0.2～0.3MPa为止，然后依次关闭所述装置的SF₆气瓶的阀门和进气球阀，静置10～12时再观察真空压力表示数，当真空压力表示数保持在0.195～0.3MPa时，表明所述装置的过热性故障模拟元件在正压状态下的密封性完好。

②清洗缸体

第(1)—①步完成后，先打开所述装置的真空泵球阀，启动所述装置的真空泵，对所述装置的过热性故障模拟元件的缸体内抽真空，当所述装置的缸体内的真空度为0.005～0.01MPa时，依次关闭所述装置的真空泵球阀和真空泵，再打开所述装置的SF₆气瓶的阀门和进气球阀，向所述装置的过热性故障模拟元件的缸体内充入SF₆气体，直到所述装置的缸体内气压值为0.15～0.25MPa时为止，然后依次关闭所述装置的SF₆气瓶的阀门和进气球阀，对所述装置的过热性故障模拟元件的缸体进行清洗，然后，按前述操作步骤，先抽真空，再充入SF₆气体清洗，如此重复冲洗2～5次后，再次对所述装置的缸体抽真空，然后静置10～12h，使所述装置的缸体内附着的SF₆气体的分解气体和水分充分气化释放，然后先充入SF₆气体，再抽真空，以便将静置过程中气化释放的杂质清洗掉，保证缸体内杂质气体和固有水分含量减少到最低。

③充入SF₆气体

第(1)—②步完成后，打开所述装置的SF₆气瓶的阀门和进气球阀，向所述装置的过热性故障模拟元件的缸体内充入SF₆气体，直至气压为0.1～0.4MPa为止，然后依次关闭所述装置的SF₆气瓶的阀门和进气球阀。

(2)进行过热性故障的模拟实验

①测量SF₆的初始分解温度

第(1)步完成以后，先闭合所述装置的电源开关K，再调节所述装置的智能数显温度调节仪的测量实验初始分解温度的设定值：从200℃开始，以10℃为步长，每三小时手动提高一次设定值，并每小时打开所述装置的采样球阀，采集气体样品，输送给所述装置的的气相色谱仪进行检测，直到所采集的气体样品中的SOF₂含量开始增长时，记录下所述装置的智能数显温度调节仪的温度显示值，记为t₀，此温度值即为模拟实验的初始分解温度值。

②进行实验

第(2)—①步完成后，先按第(1)—②步对所述装置的缸体进行清洗，再按第(1)—③步向所述装置的缸体内充入SF₆气体，然后闭合所述装置的电源开关K，调节所述装置的智能数显温度调节仪的实验设定值：从第(2)—①步测定的初始分解温度t₀开始，以10℃为步长，至600℃为止，设置t₁、t₂、t₃……t₁₀共10个实验设定值，进行试验。当手动调节所述装置的智能数显温度调节仪的实验设定值为t₁后，按下所述装置的智能数显温度调节仪的“确认”键，所述装置的智能数显温度调节仪自动调节所述装置的发热体的表面发热温度在t₁下进行试验，即在t₁时，所述装置的智能数显温度调节仪输出第一个方波信号控制所述装置的固态继电器的导通与关断，所述装置的固态继电器的导通与关断又控制所述装置的开关电源的输出端向所述装置的发热体的输送的的低压直流电能的多少，从而使发热体的表面发热温度随之升高或降低，所述装置的发热体温度传感器将检测到的发热体表面的实际发热温度信号（简称t₁₁）传输给所述装置的智能数显温度调节仪进行显示和比较：当t₁₁>t₁（即发热体的表面发热温度的实际值>实际设定值）时，所述装置的智能数显温度调节仪输出的第二个方波信号控制所述装置的固态继电器的导通时间变短，进而使输送给所述装置的发热体的低压直流电能减少，从而使发热体的温度降低；反之，当t₁₁<t₁（即发热体的表面发热温度的实际值<实际设定值）时，所述装置的智能数显温度调节仪输出的第二个方波信号控制所述装置的固态继电器的导通时间变长，进而使输送给所述装置的发热体的低压直流电能增多，从而使发热体的温度升高，此调节过程不断重复，至发热体的表面实际温度保持在实际设定值t₁（即t₁=t₁₁）为止，从而使缸体内的SF₆气体在实验设定值t₁下进行分解，实现了在实验设定值t₁下的过热性故障模拟。当实验进行10～12小时后，先关闭所述装置的电源开关K，然后打开所述装置的采样球阀，使所述装置的缸体内的SF₆气体在温度设定值t₁的高温作用下产生的分解气体进入所述装置的气相色谱仪，对SF₆气体的分解气体的组分及其含量进行检测并记录，最后关闭所述装置的采样球阀后，再按第(1)—②步对缸体进行清洗，再按第(1)—③步向所述装置的缸体内充入SF₆气体，以便进行下次试验。再次和上电源开关K，手动调节所述装置的智能数显温度调节仪的实验设定值为t₂，按下所述装置的智能数显温度调节仪的“确认”键，所述装置的智能数显温度调节仪再次自动调节所述装置的发热体的表面发热温度在t₂下进行试验。当实验进行10～12小时后，再次关闭所述装置的电源开关K，然后打开所述装置的采样球阀，使所述装置的缸体内的SF₆气体在温度设定值t₂的高温作用下产生的分解气体进入所述装置的气相色谱仪，对SF₆气体的分解气体的组分及其含量进行检测并记录，关闭所述装置的采样球阀，最后再次按第(1)—②步对缸体进行清洗，按第(1)—③步向所述装置的缸体内充入SF₆气体，以便进行下次试验。如此重复进行实验，直到测得实验设定值t₃、t₄……t₁₀下的SF₆气体分解组分及其含量的数据，最后实验人员根据检测到的t₁～t₁₀下的分解气体组分中SO₂F₂、SOF₂、CO₂、CF₄的含量，绘制出SF₆气体分解组分与发热体表面发热温度的关系曲线，然后结合上述分解组分的稳定性，研究SF₆气体分解速率与发热体表面发热温度的关系。

利用本发明人的发明装置，采用上述实验方法，通过设置所述装置的智能数显温度调节仪的实验设定值t，进而控制所述装置的发热体的表面发热温度，通过放置不同材质的发热体还能能模拟以下两种情况：①在同一表面发热温度的情况下，改变发热体的材质，使得SF₆气体在同一表面发热温度和不同材质的发热体作用下分解，实验人员通过对在同一发热体表面发热温度和不同材质的发热体作用下SF₆分解气体的组分及含量，绘制出SF₆气体分解组分与发热体材质的关系曲线，找出不同发热体表面发热温度作用下的SF₆分解气体的组分及含量与发热体材质的关系。②在同一表面发热温度和同一发热体材质的情况下，使得SF₆气体在发热体表面高温作用下分解，以1小时为间隔，取定10个气体样品采集时间，也即在10个小时的实验过程重复采集气体样品10次，实验人员通过对在同一发热体表面发热温度和不同材质的发热体作用下SF₆分解气体的组分及含量，绘制出SF6气体分解组分与发热体材质及试验时间之间的关系曲线，找出不同发热体表面发热温度作用下的SF₆分解气体的组分及含量与发热体材质的及试验时间之间的关系。

本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果：

1.能模拟SF₆气体绝缘设备中接触面过热性故障，弥补了现有通过检测SF₆分解气体组分评估SF₆绝缘设备状态的实验装置及评估装置未考虑SF₆气体绝缘设备内接触面过热性故障的存在这方面的不足，提高了对SF₆气体绝缘设备故障判断的准确性。

2.本发明能模拟SF₆气体绝缘设备中接触面过热性故障，并且模拟的准确度高，检测的精度高。

3.本发明装置中的发热体材质选用铝或电解铜，能真实的模拟SF₆气体绝缘设备的材质，发热体的形状为圆柱形，发热体的温度为200～600℃，能真实的模拟SF₆气体绝缘设备中常见的接触面过热性故障情况，从而进一步提高模拟的准确性和精确度。

4.本发明装置设置有发热体温度传感器，实现了对发热体温度的监测，能准确模拟设备中出现的不同的过热性故障状态，保证模拟的准确性。

5.本发明装置中设置有装置温度传感器，能及时准确的监测缸体的温度，保证过热性故障模拟元件和实验人员的安全。

6.本发明装置的结构简单，成本低；本发明实验方法简单，易掌握，便于推广。

本方法可广泛用于SF₆气体绝缘设备中局部过热性故障的模拟，特别适用于SF₆气体绝缘设备设备中接触面过热性故障的模拟，为科研、教学、研究院所和设备制造厂家及电力系统中对SF₆气体绝缘设备设备在线状态检测的理论分析和应用研究提供了一种简单易用的方法和实验平台。

附图说明

图1为本发明利用的装置的原理框图；

图2为本发明利用的装置中的过热性故障模拟元件的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为实施例1检测的CF₄含量的折线图；

图5为实施例1检测的CO₂含量的折线图；

图6为实施例1检测的SO₂F₂含量的折线图；

图7为实施例1检测的SOF₂含量的折线图。

图中：1、开关电源，2、固态继电器，3、过热性故障模拟元件，4、智能数显温度调节仪，5、气相色谱仪，6、封口，7、O型密封圈，8、缸体，9、发热体，10、发热体温度传感器，11、温度传感器接线柱，12、发热体接线柱，13、真空泵球阀，14、真空泵，15、支撑脚，16、采样球阀，17、进气球阀，18、SF₆气瓶，19、装置温度传感器，20、真空压力表，21、真空压力表球阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。

实施例1

一种SF₆气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟实验方法，利用本申请人申请的申请号为201110431132.6的“SF₆气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟装置”，对SF₆气体绝缘设备的过热性故障进行模拟实验、分析的具体步骤如下：

(1)实验准备

①放置发热体及检查所述装置的过热性故障模拟元件的密封性能

先打开所述装置的过热性故障模拟元件3的缸体8的封口6，将铝材质的发热体9的的两个接线极，分别通过硬质绝缘铜导线分别与所述装置底部的两个温度传感器接线柱11的位于缸体8内的一端连接，并通过绝缘支柱将所述装置的发热体9支撑在所述装置的缸体8中部的轴线处，然后所述装置的发热体温度传感器10设置于所述装置的发热体9一侧面上，并将所述装置的发热体温度传感器10的两端分别通过导线分别于所述装置的缸体8侧壁上的两个发热体接线柱12的位于缸体8内的一端连接，接着盖上所述装置的封口6，打开所述装置的真空压力表球阀21，再打开所述装置的真空泵球阀13，然后启动所述装置的真空泵14，对所述装置的过热性故障模拟元件3的缸体8内抽真空，当所述装置的缸体8内的真空度为0.005MPa时，依次关闭所述装置的真空泵球阀13和真空泵14，静置12小时后再观察所述装置的真空压力表20示数，当所述装置的真空压力表20示数保持在0.007MPa以下时，表明所述装置的的过热性故障模拟元件3在真空状态下的密封性完好；再打开所述装置的SF₆气瓶18的阀门和进气球阀17，向所述装置的过热性故障模拟元件3的缸体8内充入SF₆气体，直至所述装置的缸体8内气压达到0.2MPa为止，然后依次关闭所述装置的SF₆气瓶18的阀门和进气球阀17，静置12时再观察真空压力表20示数，当真空压力表20示数保持在0.195MPa以上时，表明所述装置的过热性故障模拟元件3在正压状态下的密封性完好。

②清洗缸体

第(1)—①步完成后，先打开所述装置的真空泵球阀13，启动所述装置的真空泵14，对所述装置的过热性故障模拟元件3的缸体8内抽真空，当所述装置的缸体8内的真空度为0.005MPa时，依次关闭所述装置的真空泵球阀13和真空泵14，再打开所述装置的SF₆气瓶18的阀门和进气球阀17，向所述装置的过热性故障模拟元件3的缸体8内充入SF₆气体，直到所述装置的缸体8内气压值为0.2MPa时为止，然后依次关闭所述装置的SF₆气瓶18的阀门和进气球阀17，对所述装置的过热性故障模拟元件3的缸体8进行清洗，然后，按前述操作步骤，先抽真空，再充入SF₆气体清洗，如此重复冲洗3次后，再次对所述装置的缸体8抽真空，然后静置10h，使所述装置的缸体8内附着的SF₆气体的分解气体和水分充分气化释放，然后先充入SF₆气体，再抽真空，以便将静置过程中气化释放的杂质清洗掉，保证缸体8内杂质气体和固有水分含量减少到最低。

③充入SF₆气体

第(1)—②步完成后，打开所述装置的SF₆气瓶18的阀门和进气球阀17，向所述装置的过热性故障模拟元件3的缸体8内充入SF₆气体，直至气压为0.2MPa为止，然后依次关闭所述装置的SF₆气瓶18的阀门和进气球阀17。

(2)进行过热性故障的模拟实验

①测量SF₆的初始分解温度

第(1)步完成以后，先闭合所述装置的电源开关K，再调节所述装置的智能数显温度调节仪4的测量实验初始分解温度的设定值：从200℃开始，以10℃为步长，每三小时手动提高一次设定值，并每小时打开所述装置的采样球阀16采集气体样品，输送给所述装置的的气相色谱仪5进行检测，直到所采集的气体样品中SOF₂的含量开始增长时，记录下所述装置的智能数显温度调节仪4的温度显示值，记为t₀，此温度值即为模拟实验的初始分解温度值。

②进行实验

第(2)—①步完成后，先按第(1)—②步对所述装置的缸体8进行清洗，再按第(1)—③步向所述装置的缸体8内充入SF₆气体，然后闭合所述装置的电源开关Ｋ，调节所述装置的智能数显温度调节仪4的实验设定值：从第(2)—①步测定的初始分解温度t₀开始，以10℃为步长，设置t₁、t₂、t₃……t₁₀共10个实验设定值，进行试验。当手动调节所述装置的智能数显温度调节仪4的实验设定值为t₁后，按下所述装置的智能数显温度调节仪4的“确认”键，所述装置的智能数显温度调节仪4自动调节所述装置的发热体9的表面发热温度在t₁下进行试验，即在t₁时，所述装置的智能数显温度调节仪4输出第一个方波信号控制所述装置的固态继电器2的导通与关断，所述装置的固态继电器2的导通与关断又控制所述装置的开关电源1的输出端向所述装置的发热体9的输送的的低压直流电能的多少，从而使发热体9的表面发热温度随之升高或降低，所述装置的发热体温度传感器10将检测到的发热体9表面的实际发热温度信号（简称t₁₁）传输给所述装置的智能数显温度调节仪4进行显示和比较：当t₁₁>t₁（即发热体9的表面发热温度的实际值>实际设定值）时，所述装置的智能数显温度调节仪4输出的第二个方波信号控制所述装置的固态继电器2的导通时间变短，进而使输送给所述装置的发热体9的低压直流电能减少，从而使发热体9的温度降低；反之，当t₁₁<t₁（即发热体9的表面发热温度的实际值<实际设定值）时，所述装置的智能数显温度调节仪4输出的第二个方波信号控制所述装置的固态继电器2的导通时间变长，进而使输送给所述装置的发热体9的低压直流电能增多，从而使发热体9的温度升高，此调节过程不断重复，至发热体9的表面实际温度保持在实际设定值t₁（即t₁₁=t₁）为止，从而使缸体8内的SF₆气体在实验设定值t₁下进行分解，实现了在实验设定值t₁下的过热性故障模拟。当实验进行10小时后，先关闭所述装置的电源开关K，然后打开所述装置的采样球阀16，使所述装置的缸体8内的SF₆气体在温度设定值t₁的高温作用下产生的分解气体进入所述装置的气相色谱仪5，对SF₆气体的分解气体的组分及其含量进行检测并记录，关闭所述装置的采样球阀16，最后按第(1)—②对缸体8进行清洗，按第(1)—③向所述装置的缸体8内充入SF₆气体，以便进行下次试验。再次和上电源开关K，手动调节所述装置的智能数显温度调节仪4的实验设定值为t₂，按下所述装置的智能数显温度调节仪4的“确认”键，所述装置的智能数显温度调节仪4再次自动调节所述装置的发热体9的表面发热温度在t₂下进行试验。当实验进行10小时后，再次关闭所述装置的电源开关K，然后再次打开所述装置的采样球阀16，使所述装置的缸体8内的SF₆气体在温度设定值t₁的高温作用下产生的分解气体再次进入所述装置的的气相色谱仪5，对SF₆气体的分解气体的组分及其含量进行检测并记录，关闭所述装置的采样球阀16，最后再次按第(1)—②对缸体8进行清洗，按第(1)—③向所述装置的缸体8内充入SF₆气体，以便进行下次试验。如此重复，进行t₃、t₄……t₁₀下得SF₆气体分解组分及其含量的数据，然后实验人员根据检测到的分解气体组分中SO₂F₂、SOF₂、CO₂、CF₄的含量，可以绘制出SF₆气体分解组分与发热体9表面发热温度的关系曲线，如图4～7所示。

从图4可知：CF₄含量与发热体表面发热温度之间无明显规律，而从图5、图6、图7可知：CO₂、SO₂F₂、SOF₂的含量随着发热体表面发热温度的上升有明显的增长趋势，其中，SOF₂增长最为明显，且在高温时有饱和趋势，而SO₂F₂、CO₂的含量的增长趋势要小的多，且无明显饱和趋势，从而有效证实了本发明装置能实现对过热性故障的模拟，并能找出过热性故障中SF₆产物含量与温度的关系。

实施例2

一种SF₆气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟实验方法，同实施例1，其中：第(1)—①中放置入电解铜材质的发热体9。

Claims (1)

1.一种六氟化硫气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟实验方法，利用本申请人申请的申请号为201110431130.6“六氟化硫气体绝缘设备接触面过热性故障的模拟装置”，对SF₆气体绝缘设备的过热性故障进行模拟实验及分析，其特征在于其具体步骤如下：

(1)实验准备

①放置发热体及检查所述装置的过热性故障模拟元件的密封性能

先打开所述装置的过热性故障模拟元件（3）的缸体（8）的封口（6），将铝或电解铜材质的发热体（9）的一种的两个接线极，分别通过硬质绝缘铜导线分别与所述装置底部的两个温度传感器接线柱（11）的位于缸体（8）内的一端连接，并通过绝缘支柱将所述装置的发热体（9）支撑在所述装置的缸体（8）中部的轴线处，然后所述装置的发热体温度传感器（10）设置于所述装置的发热体（9）一侧面上，并将所述装置的发热体温度传感器（10）的两端分别通过导线分别于所述装置的缸体（8）侧壁上的两个温度传感器接线柱（11）的位于缸体（8）内的一端连接，接着盖上所述装置的封口（6），打开所述装置的真空压力表球阀（21），再打开所述装置的真空泵球阀（13），然后启动所述装置的真空泵（14），对所述装置的过热性故障模拟元件（3）的缸体（8）内抽真空，当所述装置的缸体（8）内的真空度为0.005～0.01MPa时，依次关闭所述装置的真空泵球阀（13）和真空泵（14），静置10～12小时后再观察所述装置的真空压力表（20）示数，当所述装置的真空压力表（20）示数保持在0.005～0.012MPa时，表明所述装置的的过热性故障模拟元件（3）在真空状态下的密封性完好；再打开所述装置的SF₆气瓶（18）的阀门和进气球阀（17），向所述装置的过热性故障模拟元件（3）的缸体（8）内充入SF₆气体，直至所述装置的缸体（8）内气压达到0.2～0.3MPa为止，然后依次关闭所述装置的SF₆气瓶（18）的阀门和进气球阀（17），静置10～12时再观察真空压力表（20）示数，当真空压力表（20）示数保持在0.195～0.3MPa时，表明所述装置的过热性故障模拟元件（3）在正压状态下的密封性完好；

②清洗缸体

第(1)～①步完成后，先打开所述装置的真空泵球阀（13），启动所述装置的真空泵（14），对所述装置的过热性故障模拟元件（3）的缸体（8）内抽真空，当所述装置的缸体（8）内的真空度为0.005～0.01MPa时，依次关闭所述装置的真空泵球阀（13）和真空泵（14），再打开所述装置的SF₆气瓶（18）的阀门和进气球阀（17），向所述装置的过热性故障模拟元件（3）的缸体（8）内充入SF₆气体，直到所述装置的缸体（8）内气压值为0.15～0.25MPa时为止，然后依次关闭所述装置的SF₆气瓶（18）的阀门和进气球阀（17），对所述装置的过热性故障模拟元件（3）的缸体（8）进行清洗，然后，按前述操作步骤，先抽真空，再充入SF₆气体清洗，如此重复冲洗2～5次后，再次对所述装置的缸体（8）抽真空，静置10～12h后，先充入SF₆气体，然后再抽真空；

③充入SF₆气体

第(1)～②步完成后，打开所述装置的SF₆气瓶（18）的阀门和进气球阀（17），向所述装置的过热性故障模拟元件（3）的缸体（8）内充入SF₆气体，直至气压为0.1～0.4MPa为止，然后依次关闭所述装置的SF₆气瓶（18）的阀门和进气球阀（17）；

(2)进行过热性故障的模拟实验

①测量SF₆的初始分解温度

第(1)步完成以后，先闭合所述装置的电源开关K，再调节所述装置的智能数显温度调节仪（4）的测量实验初始分解温度的设定值：从200℃开始，以10℃为步长，每三小时手动提高一次设定值，并每小时打开所述装置的采样球阀(16)采集气体样品，输送给所述装置的的气相色谱仪（5）进行检测，直到所采集的气体样品中SOF₂的含量开始增长时，记录下所述装置的智能数显温度调节仪（4）的温度显示值，记为t₀；

②进行实验

第(2)～①步完成后，先按第（1）～①步对所述装置的缸体（8）进行清洗，再按第(1)～③步向所述装置的缸体（8）内充入SF₆气体，然后闭合所述装置的电源开关，调节所述装置的智能数显温度调节仪（4）的实验设定值：从第（2）～①步测定的初始分解温度t₀开始，以10℃为步长，设置t₁、t₂、t₃……t₁₀共10个实验设定值，进行试验，当手动调节所述装置的智能数显温度调节仪的实验设定值为t₁后，按下所述装置的智能数显温度调节仪的“确认”键，所述装置的智能数显温度调节仪自动调节所述装置的发热体的表面发热温度在t₁下进行试验，即在t₁时，所述装置的智能数显温度调节仪输出第一个方波信号控制所述装置的固态继电器的导通与关断，所述装置的固态继电器的导通与关断又控制所述装置的开关电源的输出端向所述装置的发热体的输送的的低压直流电能的多少，从而使发热体的表面发热温度随之升高或降低，所述装置的发热体温度传感器将检测到的发热体表面的实际发热温度信号，简称t₁₁，传输给所述装置的智能数显温度调节仪进行显示和比较：当t₁₁>t₁，即发热体的表面发热温度的实际值>实际设定值时，所述装置的智能数显温度调节仪输出的第二个方波信号控制所述装置的固态继电器的导通时间变短，进而使输送给所述装置的发热体的低压直流电能减少，从而使发热体的温度降低；反之，当t₁₁<t₁，即发热体的表面发热温度的实际值<实际设定值时，所述装置的智能数显温度调节仪输出的第二个方波信号控制所述装置的固态继电器的导通时间变长，进而使输送给所述装置的发热体的低压直流电能增多，从而使发热体的温度升高，此调节过程不断重复，至发热体的表面实际温度保持在实际设定值t₁，即t₁=t₁₁为止，从而使缸体内的SF₆气体在实验设定值t₁下进行分解，实现了在实验设定值t₁下的过热性故障模拟，当实验进行10～12小时后，先关闭所述装置的电源开关K，然后打开所述装置的采样球阀（16），使所述装置的缸体（8）内的SF₆气体在温度设定值t₁的高温作用下产生的分解气体进入所述装置的气相色谱仪（5），对SF₆气体的分解气体的组分及其含量进行检测并记录，关闭所述装置的采样球阀(16)，最后按第(1)—②对缸体（8）进行清洗，按第(1)～③向所述装置的缸体（8）内充入SF₆气体，以便进行下次试验，再次和上电源开关K，手动调节所述装置的智能数显温度调节仪（4）的实验设定值为t₂，按下所述装置的智能数显温度调节仪（4）的“确认”键，所述装置的智能数显温度调节仪（4）再次自动调节所述装置的发热体（9）的表面温度在t₂下进行试验，当实验进行10～12小时后，再次关闭所述装置的电源开关K，然后再次打开所述装置的采样球阀（16），使所述装置的缸体（8）内的SF₆气体在温度设定值t₁的高温作用下产生的分解气体再次进入所述装置的的气相色谱仪（5），对SF₆气体的分解气体的组分及其含量进行检测并记录，关闭所述装置的采样球阀（16），最后再次按第(1)～②步对缸体（8）进行清洗，按第(1)～③步向所述装置的缸体（8）内充入SF₆气体，以便进行下次试验，如此重复进行实验，直到测得实验设定值t₃、t₄……t₁₀下的SF₆气体分解组分及其含量的数据。

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