CN102841298A - 带微量水分注入器的sf6局部放电分解装置与实验方法 - Google Patents

Abstract

一种带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置与实验方法,具体涉及SF₆绝缘气体局部放电分解装置中的微量水分注入器的结构与实验方法。本发明的微量水分注入器主要由微量进样针、不锈钢细管、三通阀、石英玻璃试管、进样头组成。本发明方法是利用本发明装置，在相同局部放电强度下进行不同微量水含量的SF₆气体分解组分的检测。本发明能精确控制SF₆气体中的水分含量,实验可靠性好,检测的精度高;气密性高,结构简单,成本低廉;操作方便,便于推广等特点。本发明可广泛应用于对SF₆局部放电分解装置中SF₆气体的微水含量的控制及放电分解组分的监测，为SF₆电气设备在线监测水分影响提供一种可靠的实验平台。

Description

带微量水分注入器的SF6局部放电分解装置与实验方法

技术领域

本发明属于六氟化硫(SF₆)气体绝缘电气设备的绝缘状态在线监测技术领域，具体涉及SF₆绝缘气体局部放电分解装置中的微量水分注入器的结构与实验方法。

背景技术

SF₆气体绝缘电气设备(简称SF₆电气设备)具有占地面积小、运行安全可靠、维护工作量少、检修周期长等优点，在电力系统得到了广泛的应用。然而，SF₆电气设备内部不可避免的绝缘缺陷会逐步扩展并导致故障发生。一旦故障发生，由于其全封闭组合式结构使得故障定位和检修工作的执行非常困难。SF₆电气设备在故障击穿之前，往往会产生局部放电，在局部放电激发的强电磁能作用下，会使其主要绝缘介质SF₆气体发生分解而生成各种低氟硫化物。生成的这些低氟硫化物SF_x还将与设备内部存在微量的水蒸气等杂质发生进一步反应，生成如SO₂F₂、SOF₂等特征组分。这些分解特征组分的含量和变化规律不仅与设备内部的故障类型有关，还与SF₆气体中微量水分的含量密切相关。因此，有必要在实验中通过控制SF₆气体中微量水分的含量，弄清楚在相同强度局部放电作用下不同微量水分含量的SF₆气体的分解特性，掌握微量水分对SF₆气体分解特性的影响规律。后期能以此为依据提出在局部放电作用下，将不同微量水分含量的SF₆气体分解特性校正到一个标准状态下分解特性的修正方法，为实现利用分解组份正确辨识SF₆电气设备绝缘缺陷奠定理论基础。

现有的SF₆局部放电分解气体组分分析系统及实验方法，如申请专利号为200710078493.0的“SF₆放电分解气体组分分析系统及其使用方法”专利，公开的系统主要由调压器控制台、隔离变压器、无晕实验变压器、无局放保护电阻、电容分压器、SF₆局部放电分解装置、无感检测阻抗、匹配阻抗、示波器和气相色谱仪构成，其中，SF₆局部放电分解装置主要由缸体和椭圆形封盖、高压导电杆和低压导电杆、真空泵和球阀、SF₆气体的进气口、SF₆气体分解组分的采样阀等组成。公开的使用方法包括如下步骤：对系统抽真空，冲入SF₆气体并施加实验电压，然后一段时间后对系统内部的气体进行组分分析并进行故障诊断和模式识别。又如申请号为201210089955.X的“绝缘气体局部放电分解组分多区域检测系统及其方法”专利，公开的系统主要包括调压器控制台、隔离变压器、无晕实验变压器、无局放保护电阻、电容分压器、绝缘气体局部放电分解装置、超高频天线、无感检测阻抗、耦合电容、高速数字存储示波器和质谱联用仪（气相色谱仪和气相质谱仪）等，其中，绝缘气体局部放电分解装置由外壳绝缘轴套、导电杆、电极、阀门、真空泵、气压表、真空表和SF₆气瓶等组成。公开的使用方法是利用该系统，对SF₆气体局部放电分解装置中，多区域的放电分解组分，分别进行检测。以上专利的主要缺点是：只能检测不同强度局部放电作用下SF₆气体的分解组分，不能检测在相同强度局部放电作用下不同微量水分含量的SF₆气体的分解组分，无法掌握微量水分对SF₆气体分解特性的影响规律。

发明内容

本发明的目的是针对现有SF₆局部放电分解气体组分分析系统及实验方法的不足，提供一种带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置与实验方法，在实验中能准确向密闭的缸体内添加所需的微量水分，能检测在相同强度局部放电作用下不同微量水分含量的SF₆气体的分解组分，具有气密性好、精确度高、操作简便等特点。

实现本发明目的的技术方案是：一种带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置， 主要包括调压器控制台、隔离变压器、无晕实验变压器、无局放保护电阻、电容分压器、SF₆局部放电分解装置、无感检测阻抗、匹配阻抗、示波器、气相色谱仪和微量水分注入器等。其特征是所述的微量水分注入器主要由微量水分进样针、不锈钢细管、三通阀、石英玻璃试管、进样头组成。所述的微量水分注入器通过微量水分注入器球阀连接在所述SF₆局部放电分解装置的SF₆气体放电分解组分的采样阀的进气口部位的主气管上。

所述的微量水进样针为市购的带有刻度的容量为10~1000μl的注射器，以便控制所需的微量水分。在所述微量水进样针的针头上装有长度为100~120mm、内径为0.6~1.0mm、壁厚为0.2~0.4mm的不锈钢细管。当注入微量水分时，先将所述的三通阀打开，再将所述的不锈钢细管穿过装设在所述三通阀上端的所述进样头的橡胶帽并且深入到装设于所述三通阀下端的石英玻璃试管中，以便所述的微量水进样针将所需的微量水分注入到所述的石英玻璃试管中，注水完毕后，关闭所述的三通阀。

所述三通阀为市购的三端管口的内壁均设置有螺纹的不锈钢阀门。所述的三通阀的上、下端的管的长度为70~100mm、侧面端管的长度为50~70mm、三端管的内径为10~20mm、壁厚为4~8mm。所述进样头的下端通过内外面均带螺纹的螺母连接在所述三通阀的上端管口处，所述进样头的上端圆柱形管通过固定螺母连接有橡胶帽，用以将所述三通阀的上端管口密封，以保证装设于所述三通阀下端管口的石英玻璃试管内的微量水分热蒸发时不扩散到外界。所述的石英玻璃试管的管口端通过O型橡胶圈和内外面均带螺纹的螺母连接到所述三通阀的下端管口处。在所述的三通阀的侧端管口处通过内外面螺纹的螺母与连接管的一端连接，所述连接管的另一端与所述微量水分注入器球阀的进气端连接，以便所述三通阀打开时，所述石英玻璃试管的微量水分被加热后的水蒸气通过所述的连接管和微量水分注入器球阀进入所述的SF₆局部放电分解装置的缸体内。

所述的进样头为市购的上、下端和中段均为圆柱形的不锈钢管。所述上端圆柱形管的长度为10~15mm、内径2~4mm、壁厚为1~3mm，所述进样头上端圆柱形管的斜表面上设置有螺纹，以便通过螺纹和固定螺母连接橡胶帽。所述进样头中段圆柱形管的长度为3~8mm、内径为2~4mm、壁厚为4~8mm。所述进样头下端圆柱形管的长度为10~14mm、内径8~12mm、壁厚为1~3mm，并在下端圆柱形管道的外表面上设置有螺纹，以便通过螺纹和所述的内外面均带有螺纹的螺母与所述三通阀的上端管口连接。

所述的石英玻璃试管为市购的管口带外翻边，管子底部封闭的试管。所述的石英玻璃试管的长度为45~70mm、内径为7~9mm、壁厚为1.5~2.5mm，外翻边的宽度为2~4mm、厚度为1.5~3mm，用以盛放注入的微量水分并通过加热使之成为水蒸气。

一种带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置的实验方法。利用本发明装置，在相同局部放电强度下进行不同微量水分含量的SF₆气体分解组分的检测。所述方法的具体步骤如下：

（1）检查带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置的气密性

先打开SF₆局部放电分解装置的真空表的球阀，后打开SF₆局部放电分解装置的真空泵的球阀，再打开微量水分注入器的球阀，然后打开三通阀，最后启动真空泵，对SF₆局部放电分解装置及与其连接的微量水分注入器进行抽真空。当真空表的显示值为0.005～0.01MPa时，先关闭SF₆局部放电分解装置的真空泵的球阀，后停运真空泵，再静置10～12小时后观察真空表的示数。当真空表的示数保持在0.005～0.012MPa时，表明连接了微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置的气密性达到要求，再进行下一步实验。否则，检查各阀门的连接处并确认各阀门与管道的连接拧紧后，再对装置的气密性进行检查，直至装置的气密性达到要求为止。

（2）微量水分注入SF₆局部放电分解装置

第（1）步完成后，再次启动所述的真空泵，并再次打开所述的真空泵球阀，对所述的SF₆局部放电分解装置及其连接的微量水分注入器进行抽真空。当所述的真空压力表的示数保持在0.005～0.08MPa时，先关闭所述的SF₆局部放电分解装置的真空泵球阀，然后停运真空泵。

然后根据所述SF₆局部放电分解装置的缸体中所需要添加的水蒸气水分值计算出对应的微量水分注入器中注入的液态水分值（由经验公式可得： P=kV，其中P为缸体中水蒸气水分含量，单位ppm， V为微量水分注入器中的液态水水分含量，单位μl，k为由气压、缸体体积、湿度等因素决定的转换常数，此处k=2.5ppm/μl）。再用所述的微量水进样针抽取所需量的液态水分，并通过所述的不锈钢细管注入到所述的石英玻璃试管内。当所述微量水进样针中的水全部注入到所述石英玻璃试管内后，拔出所述的微量水进样针及与其连接的不锈钢钢管，然后关闭所述的三通阀。

再通过吹风机或者吹油灯等，在5℃~40℃温度下，对所述的石英玻璃试管进行加热，直到所述的石英玻璃试管内的水完全气化为止。由于在真空状态下，液态水的沸点很低而容易气化，加热所需时间短并且液态水气化后不会重新被液化。当所述石英玻璃试管内的液态水全部气化后再持续加热5~10min，目的是为了使所述微量水分注入器上石英玻璃试管内的水蒸气充分扩散到所述SF₆局部放电分解装置的缸体内。最后关闭所述微量水分注入器的球阀，就完成微量水分注入过程。

（3）进行SF₆气体放电分解组分检测

第（2）步完成后，首先打开SF₆气瓶的进气阀和压力表的球阀，向所述SF₆局部放电分解装置的缸体内充入SF₆气体至SF₆气体的气压达到实验所需的气压为止，关闭所述SF₆局部放电分解装置的进气阀。

再调节调压控制台，缓慢升高电压，仔细观察高速数字存储示波器上的波形，当出现放电脉冲时，记录下该时刻的电压，记为U₀（起始放电电压）。再施加起始放电电压U₀的1.2~1.5倍电压，使所述SF₆局部放电分解装置的缸体内发生局部放电。

在局部放电的120小时内，每隔12小时停止一次施加电压，并打开一次所述SF₆局部放电分解装置的采样阀，通过连接在所述SF₆分解装置的采样口处的采气袋，采集一次SF₆气体局部放电分解组分的气样。每次采气结束后立即关闭所述的采气阀，再继续施加至同一放电电压，继续进行同一强度的局部放电。

最后，将每次采集的气样分别用气相色谱仪进行分解组分及其含量的检测，测出相同局部放电强度和相同微量水分含量下、不同时段的SF₆气体分解组分及其含量，从而得到相同微量水分含量影响下的SF₆气体局部放电分解特征。

（4）测量相同局部放电强度下不同微水含量的SF₆气体分解组分及其含量

第（3）步完成后，先停止施加的电压，后启动所述的真空泵，并打开所述的SF₆局部放电分解装置的真空泵球阀，通过所述的真空泵将所述SF₆局部放电分解装置的缸体内的实验气体排出，并对SF₆局部放电分解装置的缸体进行抽真空后回到第（1）步，然后重复第（1）~（3）步。在第（2）步注入微量水分时，每次递增注入不同的微量水分，就测量出在相同局部放电强度下不同微量水分含量的SF₆气体分解组分及其含量，从而得到在相同局部放电强度下不同微量水分含量影响下的SF₆气体局部放电分解特性。

同理，重复第（1）~（4）步，在第（2）歩中注入微量水分时，每次递增注入不同的微量水分值，在第（3）歩中调整不同的局部放电强度，分别测量不同局部放电强度下，不同微量水分含量的SF₆气体分解组分及其含量，从而得到不同局部放电强度下不同微量水分含量影响下的SF₆气体局部放电分解特性。

本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果：

（1）本发明装置利用微量水进样针，能实现对SF₆局部放电分解装置的缸体内水分含量的精确定量控制，能提高实验的准确性。

（2）本发明装置能保证良好的气密性，无论在进样中还是取样后都能保证内部气体和外部气体的隔绝，从而排除了外界空气组分对整个实验的干扰，提高了检测精度。

（3）本发明是能快速完成液态水转化为气态水的加热过程，能保证气态水不被重新液化。在真空状态下利用石英玻璃试管观察水分的状态转变过程，能清楚地判断液态水是否完全转化成为气态水，保证实验可靠性和进一步提高检测的精度。

（4）本发明装置的气密性好，成本低；本实验方法操作简单，便于推广。

本发明可广泛应用于SF₆局部放电分解装置中的微量水分含量的控制，能检测在相同局部放电强度下不同微量水分含量的SF₆气体的分解组分，用于研究微量水分对SF₆气体分解特性的影响规律，为SF₆电气设备在线监测的水分影响提供一种可靠的实验平台。

附图说明

图1 为现有SF₆局部放电分解气体组分分析系统的原理接线图。

图2 为带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置的结构示意图。

图3 为图2中微量水分注入器的结构示意图。

图中：1调压控制台，2隔离变压器，3无晕实验变压器，4无局放保护电阻，5电容分压器，6 SF₆局部放电分解装置，7无感检测阻抗，8匹配阻抗，9高速数字存储示波器，10气相色谱仪，11椭圆形均压帽，12套管，13高压导杆，14椭圆封头，15连接螺母，16真空表，17压力表，18真空泵球阀，19进气阀，20缸体，21真空泵，22采样阀，23低压导杆，24脉冲电流检测单元接口，25微量水分注入器球阀，26微量水分注入器，27橡胶帽，28固定螺母，29进样头，30内外表面均带有螺纹的螺母，31三通阀，32阀片，33 O型橡胶圈，34石英玻璃试管，35连接管，36微量水进样针，37不锈钢细管。

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

如图2、3所示，一种带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置，主要包括调压器控制台1、隔离变压器2、无晕实验变压器3、无局放保护电阻4、电容分压器5、SF₆局部放电分解装置6、无感检测阻抗7、匹配阻抗8、示波器9、气相色谱仪10和微量水分注入器26等。其特征是所述的微量水分注入器26主要由微量水进样针36、不锈钢细管37、三通阀31、石英玻璃试管34、进样头29组成。所述的微量水分注入器26通过微量水分注入器球阀25连接在所述SF₆局部放电分解装置6的SF₆气体放电分解组分的采样阀22的进气口部分的主气管上。

所述的微量水进样针为市购的带有刻度的容量为100μl的注射器，以便控制所需的微量水量。在所述微量水进样针36的针头上装有长度为110mm、内径为0.8mm、壁厚为0.2mm的不锈钢细管37。当注入微量水时，先将所述的三通阀打开，再将所述的不锈钢细管37穿过装设在所述三通阀31上端的所述进样头的橡胶帽27并深入到装设于所述三通阀31下端的石英玻璃试管34中，以便所述的微量水进样针36将所需的微量水分注入到所述的石英玻璃试管34中，注水完毕后，关闭所述的三通阀。

所述三通阀31为市购的三端管口的内壁均设置有螺纹的不锈钢阀门，所述的三通阀31的上、下端的管的长度为80mm、侧端管的长度为50mm、三端管的内径为12mm、壁厚为5mm。所述进样头29的下端通过内外面均带螺纹的螺母30连接在所述三通阀31的上端管口处，所述进样头29的上端圆柱形管通过固定螺母28连接有橡胶帽27，用以将所述三通阀31的上端管口密封，以保证装设于所述三通阀31下端管口的石英玻璃试管34内的微量水分热蒸发时不扩散到外界。所述的石英玻璃试管34的管口端通过O型橡胶圈33和内外面均带螺纹的螺母30连接到所述三通阀31的下端管口处。在所述的三通阀31的侧端管口处通过内外面均带螺纹的螺母30与连接管35的一端连接，所述连接管35的另一端与所述微量水分注入器球阀25的进气端连接，以便所述三通阀31打开时，所述石英玻璃试管34的微量水分被加热后的水蒸气通过所述的连接管35和微量水分注入器球阀25进入所述的SF₆局部放电分解装置6的缸体20内。

所述的进样头29为市购的上、下端和中段均为圆柱形的不锈钢管。所述上端圆柱形管的长度为12mm、内径3mm、壁厚为2mm，所述进样头29上端圆柱形管的斜表面上设置有螺纹，以便通过螺纹和固定螺母28连接橡胶帽27。所述进样头29中段圆柱形管的长度为5mm、内径为3mm、壁厚为5mm。所述进样头29下端圆柱形管的长度为12mm、内径10mm、壁厚为2mm，并在下端圆柱形管道的外表面上设置有螺纹，以便通过螺纹和所述的内外面均带有螺纹的螺母30与所述三通阀31的上端管口连接。

所述的石英玻璃试管34为市购的管口带外翻边，管子底部封闭的试管。所述的石英玻璃试管的长度为60mm、内径为8mm、壁厚为2mm， 外翻边的宽度为3mm、厚度为2mm，用以盛放注入的微量水分并通过加热使之成为水蒸气。

实施例2

一种带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置， 同实施例1。其中所述的微量水进样针36为带有刻度的容量为200μl的注射器；所述微量水进样针36的针头上装的不锈钢细管37长度为115mm、内径为0.6mm、壁厚为0.4mm；所述的三通阀的上、下端的管的长度为100mm、侧面端管的长度为65mm、三端管的内径为12mm、壁厚为8mm；所述的进样头29的上端圆柱形管的长度为12mm、内径2mm、壁厚为1.5mm，所述进样头29中段圆柱形管的长度为6mm、内径为2mm、壁厚为6mm，所述进样头29下端圆柱形管的长度为10mm、内径12mm、壁厚为1.5mm；所述的石英玻璃试管34的长度为70mm、内径为9mm、壁厚为1.5mm，翻边的宽度为2mm，翻边的厚度为1.5mm。

实施例3

一种带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置， 同实施例1。其中所述的微量水进样针36为带有刻度的容量为250μl的注射器； 所述微量水进样针36的针头上装的不锈钢细管37长度为120mm、内径为0.7mm、壁厚为0.3mm；所述的三通阀的上、下端的管的长度为90mm，侧面端管的长度为60mm，三端管的内径为15mm、壁厚为6mm；所述的进样头29的上端圆柱形管的长度为14mm、内径4mm、壁厚为1mm，所述进样头29中段圆柱形管的长度为7mm、内径为4mm、壁厚为5mm，所述进样头29下端圆柱形管的长度为14mm、内径9mm、壁厚为3mm；所述的石英玻璃试管34的长度为55mm、内径为7mm、壁厚为2.5mm，翻边的宽度为4mm、厚度为3mm。

实施例4

一种带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置的实验方法。利用实施例1的装置，在相同局部放电强度下进行不同微量水分含量的SF₆气体分解组分的检测。所述方法的具体步骤如下：

（1）检查带微量水分注入器26的SF₆局部放电分解装置6的气密性

先打开SF₆局部放电分解装置6的真空表16的球阀，后打开SF₆局部放电分解装置6的真空泵球阀18，再打开微量水分注入器的球阀25，然后打开三通阀31，最后启动真空泵21，对SF₆局部放电分解装置6及与其连接的微量水分注入器26进行抽真空。当真空表16的显示值为0.01MPa时，先关闭SF₆局部放电分解装置6的真空泵的球阀18，后停运真空泵21，再静置12小时后观察真空表16的示数。当真空表16的示数保持在0.01MPa时，表明连接了微量水分注入器26的SF₆局部放电分解装置6的气密性达到要求，再进行下一步实验。否则，检查各阀门的连接处并确认各阀门与其管道的连接拧紧后，再对SF₆局部放电分解装置6的气密性进行检查，直至装置的气密性达到要求为止。

（2）微量水分注入SF₆局部放电分解装置6

第（1）步完成后，再次启动所述的真空泵21，并再次打开所述的真空泵球阀18，对所述的SF₆局部放电分解装置6及其连接的微量水分注入器26进行抽真空。当所述的真空表16示数保持在0.08MPa时，先关闭所述的SF₆局部放电分解装置6的真空泵球阀18，然后停运真空泵21。

然后根据所述SF₆局部放电分解装置6的缸体20中所需要添加的水蒸气水分值计算出对应的微量水分注入器26中注入的液态水分值（由经验公式可得： P=kV，其中P为缸体中水蒸气水分含量，单位ppm， V为微量水分注入器26中的液态水水分含量，单位μl，k为由气压、缸体体积、湿度等因素决定的转换常数，此处k=2.5ppm/μl）。再用所述的微量水进样针36抽取所需量的液态水分，并通过所述的不锈钢细管37注入到所述的石英玻璃试管34内。当所述微量水进样针36中的水全部注入到所述石英玻璃试管34内后，拔出所述的微量水进样针36及与其连接的不锈钢钢管37，然后关闭所述的三通阀31。

再通过吹风机，在20℃温度下，对所述的石英玻璃试管34进行加热，直到所述的石英玻璃试管34内的水完全气化为止。由于在真空状态下，液态水的沸点很低而容易气化，加热所需时间短并且液态水气化后不会重新被液化。当所述石英玻璃试管34内的液态水全部气化后再持续加热5min，目的是为了使所述微量水分注入器26上石英玻璃试管34内的水蒸气充分扩散到所述SF₆局部放电分解装置6的缸体20内。最后关闭所述微量水分注入器26的球阀25，就完成微量水分注入过程。

（3）进行SF₆气体放电分解组分检测

第（2）步完成后，首先打开SF₆气瓶的进气阀19和打开压力表17的球阀，向所述SF₆局部放电分解装置6的缸体20内充入SF₆气体至SF₆气体的气压达到实验所需的气压为止，关闭所述SF₆局部放电分解装置6的进气阀19。

再调节调压控制台1，缓慢升高电压，仔细观察高速数字存储示波器9上的波形，当出现放电脉冲时，记录下该时刻的电压，记为U₀（起始放电电压）。再施加起始放电电压U₀的1.5倍电压，使所述SF₆局部放电分解装置6的缸体20内发生局部放电。

在局部放电的120小时内，每隔12小时停止一次施加电压，并打开一次所述SF₆局部放电分解装置6的采样阀22，通过连接在所述SF₆局部放电分解装置6的采样口处的采气袋，采集一次SF₆气体局部放电分解组分的气样。每次采气结束后立即关闭所述的采气阀22，再继续施加至同一放电电压，继续进行同一强度的局部放电。

最后，将每次采集的气样分别用气相色谱仪进行分解组分及其含量的检测，测出相同局部放电强度和相同微量水分含量下、不同时段的SF₆气体分解组分及其含量，从而得到相同微量水分含量影响下的SF₆气体局部放电分解特征。

（4）测量相同局部放电强度下不同微水含量的SF₆气体分解组分及其含量

第（3）步完成后，先停止施加的电压，后启动所述的真空泵21，并打开所述的SF₆局部放电分解装置6的真空泵球阀18，通过所述的真空泵21将所述SF₆局部放电分解装置6的缸体20内的实验气体排出，并对SF₆局部放电分解装置6的缸体20进行抽真空后返回到第（1）步，然后重复第（1）~（3）步。在第（2）步注入微量水分时，每次递增注入不同的微量水分，就测量出在相同局部放电强度下不同微量水分含量的SF₆气体分解组分及其含量，从而得到在相同局部放电强度下，不同微量水分含量影响下的SF₆气体局部放电分解特性。

同理，重复第（1）~（4）步，在第（2）歩中注入微量水分时，每次递增注入不同的微量水分，在第（3）歩中调整不同的局部放电强度，分别测量不同局部放电强度下，不同微量水分含量的SF₆气体分解组分及其含量，从而得到不同局部放电强度下不同微量水分含量影响下的SF₆气体局部放电分解特性。

Claims (2)

1.一种带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置，主要包括调压器控制台(1)、隔离变压器(2)、无晕实验变压器(3)、无局放保护电阻(4)、电容分压器(5)、SF₆局部放电分解装置(6)、无感检测阻抗(7)、匹配阻抗(8)、示波器(9)、气相色谱仪(10)和微量水分注入器(26)，其特征在于所述的微量水分注入器(26)主要由微量水进样针(36)、不锈钢细管(37)、三通阀(31)、石英玻璃试管(34)、进样头（29）组成，所述的微量水分注入器（26）通过微量水分注入器球阀（25）连接在所述SF₆局部放电分解装置（6）的SF₆气体放电分解组分的采样阀（22）的进气口部分的主气管上；

所述的微量水进样针（36）为带有刻度的容量为10~1000μl的注射器，在所述微量水进样针（36）的针头上装有长度为100~120mm、内径为0.6~0.8mm、壁厚为0.2~0.4mm的不锈钢细管（37）；

所述三通阀（31）为三端管口的内壁均设置有螺纹的不锈钢阀门，所述的三通阀（31）的上、下端的管的长度均为70~100mm、侧端管的长度为50~70mm、三端管的内径为10~20mm、壁厚为4~8mm，所述进样头（29）的下端通过内外面均带有螺纹的螺母（30）连接在所述三通阀（31）的上端管口处，所述进样头（29）的上端圆柱形管通过固定螺母（28）连接有橡胶帽（27），所述的石英玻璃试管（34）的管口端通过O型橡胶圈（33）和内外面均带螺纹的螺母（30）连接到所述三通阀（31）的下端管口处，所述的三通阀（31）的侧端管口处通过内外面均带螺纹的螺母（30）与连接管（35）的一端连接，所述连接管（35）的另一端与所述微量水分注入器球阀（25）的进气端连接；

所述的进样头（29）为上、下端和中段均为圆柱形的不锈钢管，所述进样头（29）的上端圆柱形管的长度为10~15mm、内径2~4mm、壁厚为1~3mm， 所述进样头（29）上端圆柱形管的外表面上设置有螺纹，所述进样头（29）中段圆柱形管的长度为3~8mm、内径为2~4mm、壁厚为4~8mm，所述进样头（29）下端圆柱形管的长度为10~14mm、内径8~12mm、壁厚为1~3mm， 并在下端圆柱形管道的外表面上设置有螺纹；

所述的石英玻璃试管（34）为管口带外翻边、管字底部封闭的试管，所述的石英玻璃试管（34）的长度为45~70mm、内径为7~9mm、壁厚为1.5~2.5mm， 外翻边的宽度为2~4mm、厚度为1.5~3mm。

2.一种带微量水分注入器的SF₆局部放电分解装置的实验方法，利用权利要求1所述的装置，在相同局部放电强度下进行不同微量水分含量的SF₆气体分解组分的检测，其特征在于所述方法的具体步骤如下：

（1）检查带微量水分注入器（26）的SF₆局部放电分解装置（6）的气密性

先打开SF₆局部放电分解装置（6）的真空表(16)的球阀，后打开SF₆局部放电分解装置（6）的真空泵球阀(18)，再打开微量水分注入器球阀(25)，然后打开三通阀(31)，最后启动真空泵(21)，对SF₆局部放电分解装置（6）及与其连接的微量水分注入器（26）进行抽真空，当真空表（16）的显示值为0.005～0.01MPa时，先关闭SF₆局部放电分解装置（6）的真空泵（21）的球阀（18），后停运真空泵（21），再静置10～12小时后观察真空表（16）的示数，当真空表（16）的示数保持在0.005～0.012MPa时，表明连接了微量水分注入器（26）的SF₆局部放电分解装置（6）的气密性达到要求，再进行下一步实验，否则，检查各阀门的连接处并确认阀门与管道连接拧紧后，再对SF₆局部放电分解装置（6）的气密性进行检查，直到装置的气密性达到要求为止；

（2）微量水分注入SF₆局部放电分解装置（6）

第（1）步完成后，再次启动所述的真空泵（21），并再次打开所述的真空泵球阀（18），对所述的SF₆局部放电分解装置（6）及其连接的微量水分注入器（26）进行抽真空，当所述的真空表（16）的示数保持在0.005～0.08MPa时，先关闭所述的SF₆局部放电分解装置（6）的真空泵球阀（18），然后停运真空泵（21），然后根据所述SF₆局部放电分解装置（6）的 缸体（20）中所需要添加的水蒸气水分值计算出对应的微量水分注入器（26）中注入的液态水分值，再用所述的微量水进样针（36）抽取所需量的液态水分，并通过所述的不锈钢细管（37）注入到所述的石英玻璃试管（34）内，当所述微量水进样针（36）中的水全部注入到所述石英玻璃试管（34）内后，拔出所述的微量水进样针（36）及与其连接的不锈钢钢管（37），然后关闭所述的三通阀（31），再通过吹风机或者吹油灯，在5℃~40℃温度下，对所述的石英玻璃试管（34）进行加热，直到所述的石英玻璃试管（34）内的水完全气化为止，当所述石英玻璃试管（34）内的液态水全部气化后再持续加热5~10min，最后关闭所述微量水分注入器球阀（25）；

（3）进行SF₆气体放电分解组分检测

第（2）步完成后，首先打开SF₆气瓶的进气阀（19）和打开压力表（17）的球阀，向所述SF₆局部放电分解装置（6）的缸体（20）内充入SF₆气体至SF₆气体的气压达到实验所需的气压为止，关闭所述SF₆局部放电分解装置（6）的进气阀（19），再调节调压控制台（1），缓慢升高电压，仔细观察高速数字存储示波器（9）上的波形，当出现放电脉冲时，记录下该时刻电压，记为起始放电电压U₀，再施加起始放电电压U₀的1.2~1.5倍电压，使所述SF₆局部放电分解装置（6）的缸体（20）内发生局部放电，在局部放电的120小时内，每隔12小时停止一次施加电压，并打开一次所述SF₆局部放电分解装置（6）的采样阀（22），通过连接在所述SF₆局部放电分解装置（6）的采样口处的采气袋， 采集一次SF₆气体局部放电分解组分的气样，每次采气结束后立即关闭所述的采气阀（22），再继续施加至同一放电电压，继续进行相同强度的局部放电，最后，将每次采集的气样分别用气相色谱仪（10）进行分解组分及其含量的检测；

（4）测量相同局部放电强度下不同微水含量的SF₆气体分解组分及其含量

第（3）步完成后，先停止施加的电压，后启动所述的真空泵（21），并打开所述的SF₆局部放电分解装置（6）的真空泵球阀（18），通过所述的真空泵（21）将所述SF₆局部放电分解装置（6）的缸体（20）内的实验气体排出，并对SF₆局部放电分解装置（6）的缸体（20）进行抽真空后返回到第（1）步，然后重复第（1）~（3）步，在第（2）步注入微量水分时，每次递增注入不同的微量水分，就测量出在相同局部放电强度下不同微量水分含量的SF₆气体分解组分及其含量。

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