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高压电气设备中如何产生的SF6分解产物,其检测方法有哪些?
SF6电气设备内部绝缘材料,包括SF6气体和固体绝缘材料两类。
SF6气体是所有SF6电气设备共有的,而固体绝缘材料则不同设备有所差异,主要有热固形环氧树脂、聚酯尼龙、聚酯乙烯、聚四氟乙烯、绝缘纸和绝缘漆等。不同绝缘材料的分解温度和分解产物各不相同。其中,130℃时聚脂乙烯、纸和漆开始分解,主要产生CO、CO2和低分子烃;400℃以上时聚四氟乙烯开始分解,主要产生CF4;500℃以上时,SF6气体和热固形环氧树脂开始分解,主要产生SO2、SOF2、H2S、CO和HF。
SF6气体和热固型环氧树脂有很好的热稳定性,对于正常运行的SF6电气设备,其内部温度仅仅比环境温度高5℃-10℃,因此,不会有绝缘材料的分解,SF6气体中没有上述分解产物。但若设备内部存在局部放电、重燃和严重过热性故障时,将使故障区域的固体绝缘材料和SF6气体发生分解,产生SO2、H2S、CO、HF等分解产物。
SF6电气设备在长期从事电气设备的技术监督和故障诊断处理的过程中,对SF6电气设备的原理、结构和内部绝缘材料有深入的了解,在研究设备故障时各种绝缘材料的裂解机理、分解产物的特征和对大量的故障实例进行统计分析后,提出通过检测SF6气体中特征组分(SO2、SOF2和HF是SF6分解的特征组分;H2S是热固型环氧树脂分解的特征组分;CO是聚酯乙烯、绝缘纸和绝缘漆分解的特征组分;CF4是聚四氟乙烯分解的特征组分)含量来判断SF6电气设备故障的方法。
当SF6电气设备内部存在故障时,故障区域的SF6气体和固体绝缘材料在热和电的作用下将裂解产生SO2、SOF2、H2S、CO、HF和CF4等特征组分,因此,检测这些特征组分的含量便可诊断出设备内部故障。但由于内部潜伏性故障特征气体的含量较小,SF6气体的流动性又很差,分解产物主要借助于溶解、扩散和环境温度的变化产生的微弱对流而缓慢地溶解到SF6气体中。因此,选用灵敏度高和稳定性好、反应速度快的检测方法和仪器十分必要。
目前,SF6电气设备分解产物的检测方法有电化学法、化学比色法、色谱法、电离法、动态离子法和红外法。