局部過(guò)熱狀態(tài)下六氟化硫氣體的分解特性.pdf

1、由于六氟化硫氣體(SF6)在常溫常壓下化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,且具有優(yōu)良的絕緣滅弧性能,因而已被廣泛用在電氣設(shè)備的氣體絕緣和滅弧介質(zhì)。然而,經(jīng)過(guò)探索性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)SF6氣體絕緣設(shè)備局部達(dá)到一定溫度時(shí),SF6氣體絕緣介質(zhì)也會(huì)發(fā)生分解并生成如HF、SO2F2、SOF2和SO2等特征分解產(chǎn)物。一方面,這些分解特征氣體具有強(qiáng)腐蝕性,會(huì)加速設(shè)備老化,造成絕緣強(qiáng)度下降,從而進(jìn)一步危及設(shè)備的安全。另一方面,SF6局部過(guò)熱分解特性和產(chǎn)生的特征氣體又與運(yùn)行中的

2、設(shè)備狀態(tài)和故障類(lèi)型有密切的關(guān)聯(lián)關(guān)系。因此,通過(guò)檢測(cè)SF6在過(guò)熱狀態(tài)下的分解組份及其含量變化規(guī)律,不僅可以彌補(bǔ)現(xiàn)有SF6分解理論的不足,同時(shí)可以更進(jìn)一步完善對(duì)SF6氣體絕緣設(shè)備內(nèi)部局部過(guò)熱性故障的監(jiān)測(cè)和診斷,實(shí)現(xiàn)SF6電氣設(shè)備局部過(guò)熱性故障的早期預(yù)警。
　　本文在研制的局部過(guò)熱下SF6熱分解模擬試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了大量試驗(yàn),通過(guò)氣相色譜儀、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀和傅里葉變換紅外光譜儀對(duì)不同故障溫度下 SF6分解組分進(jìn)行了定量測(cè)量。然后首先探

3、索了SF6的初始分解溫度,研究了400℃以下各分解組分在不同故障溫度下的含量變化特性,確定了SF6在過(guò)熱狀態(tài)分解時(shí)的特征穩(wěn)定組分,并闡述了各組分在過(guò)熱狀態(tài)下的形成機(jī)理。同時(shí),本文進(jìn)一步從特征分解總量、有效產(chǎn)氣速率和特征產(chǎn)物含量比值這三個(gè)角度構(gòu)建了表征SF6絕緣設(shè)備過(guò)熱性故障狀態(tài)的特征量,并分析了各個(gè)特征量的表征能力。
　　研究結(jié)果表明:SF6在300℃時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)比較明顯的分解,其分解產(chǎn)物主要有CO2、SO2F2、SOF4、SOF2

4、、SO2、H2S和HF,故障溫度的升高將促進(jìn)各分解組分的形成,但促進(jìn)規(guī)律各不相同;SOF2和SO2是SF6最主要分解產(chǎn)物并選定特征穩(wěn)定產(chǎn)物,H2S是在過(guò)熱性故障溫度達(dá)到一定程度(360℃)后才會(huì)出現(xiàn)的關(guān)鍵組分;特征分解總量TDC能合理表征過(guò)熱故障下SF6介質(zhì)的整體分解劣化程度;特征組分的產(chǎn)氣速率能有效反映SF6過(guò)熱故障的發(fā)展趨勢(shì)和嚴(yán)重趨勢(shì),過(guò)熱故障安全反應(yīng)時(shí)間TMS從SF6絕緣介質(zhì)角度明確了過(guò)熱故障發(fā)生到恢復(fù)的最大允許反應(yīng)時(shí)間;含量比值