16-电气设备六氟化硫循环利用与化学诊断关键技术研究及应用

难点
1、气体成分复杂，含 量低，性质各异
2、处理能力要求高
3、再生气体品质要求 极高
技术研究
本项目创新 发明 “碱洗—吸附—精馏—固化”分级纯化技术
装备开发 独特的 模块化设计
循环利用 近四年大规模循环利用，实现六氟化硫零排放
解决了气体高品质、大容量和无污染高效再生技术难题
电力行业标准： DL/T662-2009
开展六氟化硫回收和再生研究，实现其可靠的循环利用已经迫在眉睫！
3
项目背景
六氟化硫电气设备为电力系统重大装备或关键部件
采用全封闭结构， 故障诊断困难
广东电网2010-2012年 六氟化硫设备重大事故统计
15
10
5
0
2010年 2011年 2012年
六氟化硫电气设备故障易造成大面积停电事故
六氟化硫电气设备故障诊断是智能电网建设亟待解决的重大难题
新化学诊断判据
显著提高六氟化硫电气设备运行可靠性
电力行业标准： DL/T 1395-2014 六氟化硫电气设备故障气体分析和判断方法（主持）；
支撑
国家标准：GB/T 8905-2012
六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则；
SCI论文：IEEE Transaction on Dielectric Insulation；
TCD/FPD气相色谱仪
气相色谱质谱联用仪
配气系统
同 类
方法 可测对象
气体传感器法 单一
常规气相色谱法 局限于少数几种
本项目技术
所有常见组分 （二十多种）
技 术
灵敏度
较低
较低
高（提高一个数量级）
比
抗干扰性能
弱
较弱
强
较
稳定性
不稳定
稳定
稳定
项目创新成果（2）
构建了适用于六氟化硫电气设备的化学诊断平台
六氟化硫气体回收装置技术条件（主持）；
支撑
发明专利：
ZL200710053976.5 SF6气体回收提纯方法及回收提纯罐;
国家标准：
GB/T 12022-2012 工业六氟化硫.
9
鉴定结论
整体国际领先
雷清泉院士领衔的专家组鉴定：项目研究 成果解决了电气设备六氟化硫成分分析、设备 故障诊断和气体循环利用等方面的技术难题， 提高了电气设备的安全环保运行水平。研究成 果整体达到了国际领先水平。
5
目录
1
项目背景
2
关键技术与创新点
3
项目成果
4
应用及效益
5
主要完成人
6
关键技术与创新点（1）
解决了六氟化硫分解物分析技术难题
发明了“毛细管柱/TCD-FPD气相色谱”定量分析六氟化硫关键组分的方法，首次建立了成套 六氟化硫全组分分析技术，大幅提高了气体成分检测范围、灵敏度和准确性，为设备故障诊断和气 体品质控制提供了技术保障。
4
研究思路
产学研合作，历经10年攻关，“集理论、技术、装备和大规模应用于一体”
难点
内容
安全环保利用
化学反应体系复杂，特 征气体组分难确定
气体组分种类繁多、极 其微量且相互干扰大
气体再生品质和处理能 力要求极高
化学 诊断
组分 分析
气体 再生
故障诊断平台
减少停电事故发生
循环利用体系
适应绿色电力发展要求
难点
1、待测组分复杂 （数十种）
2、Leabharlann Baidu量 （百万分之一级）
3、SF6干扰大 （背景>99.9%）
“大海捞针”
发明
本项目创新
研究
毛细管柱/TCDFPD气相色谱法
气质联用法
实现对关键含硫组分的检测
排除六氟化硫的干扰
形成全组分分析技术，大幅提高了检测范围、灵敏度和准确性
发明专利： ZL201010134902.6 一种分析电气设备中的SF6分解产物的方法;
10
目录
1
项目背景
2
关键技术与创新点
3
项目成果
4
应用及效益
5
主要完成人
11
项目成果
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
成果概览
成果名称
全组分分析平台 化学诊断平台 再生装备 回收处理基地 标准 专利 软件著作权 学术论文
数量
1套 1套 2种 1个 10项 15项 1项 23篇
项目创新成果（1）
建立了成套高灵敏度的六氟化硫全组分分析平台
国内外
忽视部分特征组分
造成漏诊断
本项目研究
部分组分与故障无关
造成误诊断
理论
量子化学研究
本项目创新 实验
模拟平台研究
相邻两次SF6 气体分析结果
△SO2>0或 △SO2F2>0
Y
△CF4>0或CS2>0 或COS>0
Y
N
无局部放电
N
非固体绝缘缺陷
N
△SO2F2/△SO2>1
Y
固体绝缘缺陷
电晕放电
火花放电
2019年度广东省科学技术奖评审委员会评审答辩
“电气设备六氟化硫循环利用与化学诊断 关键技术研究及应用” 项目汇报
目录
1
项目背景
2
关键技术与创新点
3
项目成果
4
应用及效益
5
主要完成人
2
项目背景
“电力血液“：应用在60%以上的高压电气设备中，且不可替代；我国
每年生产6000多吨， 80%用于电力行业；广东省目前在用2300多吨。
六氟化硫
环境
年排放1500多吨 危害 巨大
最强、最持久温室气体：《联合国气候变化框架公约》
重点控制的六大温室气体之一；等效CO2的23900倍，自然 寿命超3200年；我国年等效排放3000多万吨CO2。
加剧全球 气候变化
剧毒性气体：在设备运行中生成多种剧毒杂质。
严重威胁 周边环境
六氟化硫无序排放是制约绿色电网发展的最大瓶颈
支撑
国家标准： GB/T 8905-2012
六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则;
电力行业标准： DL/T 1395-2014 六氟化硫电气设备故障气体分析和判断方法
7
关键技术与创新点（2）
突破了六氟化硫电气设备化学诊断理论和技术瓶颈
首次基于量子化学研究揭示了不同放电类型下六氟化硫各关键组分的生成机理，发现了两种新的固体绝缘 缺陷特征组分二硫化碳和羰基硫，探索了各组分含量和增长速率与设备潜伏性故障的数量关系，构建了化学诊 断平台，显著提高了六氟化硫电气设备运行可靠性。
SCI论文： J. Fluorine Chem..
8
关键技术与创新点（3）
攻克了六氟化硫高效循环利用技术难题
发明了“碱洗—吸附—精馏—固化”的六氟化硫故障气体分级纯化技术和全套再生装备，建立了全国 规模最大的六氟化硫回收处理基地和气体循环利用体系，解决了六氟化硫故障气体高品质、大容量和无污 染高效再生技术难题，实现了大电网六氟化硫全过程管理和零排放。
诊断试验平台
相邻两次SF6 气体分析结果
△SO2>0或 △SO2F2>0
Y
△CF4>0或CS2>0 或COS>0
Y
N
无局部放电
N
非固体绝缘缺陷
N
△SO2F2/△SO2>1
Y
固体绝缘缺陷
电晕放电
火花放电
化学诊断判据
同
项目