便携式色谱仪在六氟化硫电气设备故障检测中的应用

便携式色谱仪在六氟化硫电气设备故障检测中的应用

发表时间：2016-10-11T09:27:51.627Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：纳智敏

[导读] 六氟化硫是电气设备中常见的绝缘性气体，其具有特殊的物理性质。

（云南电网有限责任公司曲靖供电局云南曲靖 655000）

摘要：六氟化硫是电气设备中常见的绝缘性气体，其具有特殊的物理性质。电气设备在运行过程中六氟化硫能够起到很好的绝缘和灭弧作用。但是在新设备投入使用以及电气设备运行过程中一旦出现故障，设备的六氟化硫就会在高压、高温环境下和设备内的绝缘物质以及金属发生电化学反应，给设备安全运行造成严重的危害，导致电气设备中的六氟化硫的绝缘性大大降低，高电压会击穿电气设备。六氟化硫电气设备故障检测是确保故障及时得到解决的重要措施，本文主要结合实际情况，就便携式上色谱仪在六氟化硫电气设备故障检测中的应用进行了分析，希望通过本次研究对更好提升故障检测质量有一定助益。

关键词：便携式色谱仪；六氟化硫的电气设备；故障检测；应用研究

1六氟化硫电气设备故障反应的产物分析

在运行的六氟化硫电气设备中，存在若干种杂质。其中一部分杂质主要来自于新安装的电气设备中六氟化硫气体杂质，而主要的杂质主要来自于电气设备运行故障所产生的各种杂质气体。六氟化硫电气设备主要杂质包含了以下几个方面：首先，新的六氟化硫电气设备中存在的少量杂质，这种杂质主要是电气设备生产过程中引入的，杂质主要有空气、石油气、水分、四氟化碳、可以溶于水并在水中发生化学反应的氟化物、氟化氢和氟烷烃等杂质；其次，检修和运行维护过程中所产生的杂质。由于检修和维护过程中存在泄漏以及设备吸附能力较差导致杂质被引入，主要有空气、石油气和水蒸气等杂质；再次，六氟化硫电气设备绝缘性存在问题，导致局部放电，出现电火花。杂质主要有四氟化氢、二氧化硫、氟化亚硫酰、氟化硫酰、硫酰氟等杂质；再次，开关设备出现故障后会出现电弧放电，杂质主要有氟化氢、二氧化硫、氟化亚硫酰、氟化硫酰、硫酰氟、二氟化铜、氟化硫、氧化钨、四氟化碳、氟化铝、氟丙烷等气体；最后，六氟化硫电气设备内部存在电弧放电现象，高温导致电气材料融化分解，主要气体有空气、水蒸气、氟化氢、二氧化硫、氟化亚硫酰、氟化硫酰、硫酰氟、四氟化硫、四氟化碳、金属溶解的粉尘、氟化铝、氟化铁、氧化钨和二氟化铜等杂质。

当六氟化硫电气设备出现故障之后，会出现电弧放现象，故障点温度显著升高，当温度超过六氟化硫临界分解温度之后，就会产生大量的氟化物，而这些物质会跟设备中的氧气、水蒸气等杂质发生化学反应，生成还原性较强的低氟化物、氟化氢和硫化氢等化学物质。这些物质的化学性质极不稳定，在一定条件下会分解产生氧化硫。在六氟化硫电气设备运行过程中，六氟化硫的分解产物和含量与整个设备的运行条件有着密切的联系，整个反应过程十分复杂。最近几年，通过我们进进一步研究分析，当六氟化硫电气设备运行出现故障之后，在故障位置除了含有六氟化硫气体之外，还存在四氟化碳、氟丙烷、一氧化碳和二氧化碳等气体。

2检测仪器的选择

六氟化硫电气设备故障之后，故障点的六氟化硫在高温环境下会分解产生大量性质活泼、含量低、种类多的气体，在对设备过程进行检测过程中，很难使用一种方法对故障现场进行全面检测。在对六氟化硫电气设备故障气体进行检测时，常用的检测方法有化学分析法、检测管法、气相色谱法、电化学分析法、色谱-质谱联合使用法等几种技术。各种检测技术共同应用到六氟化硫电气设备故障气体检测中，提高了检测的灵敏性和精确度。最近几年，随着科学技术不断发展和进步，便携式色谱仪在现场故障加测过程中的应用效果十分显著，从而使得六氟化硫电气设备成分检测更加科学准确，六氟化硫气体在线检测和在线监测等到了实现。本次研究过程中主要介绍了SP-V便携式色谱仪，该种仪器设备是应用色谱分析原理和电化学理论相结合的手段，对六氟化硫电气设备故障点的六氟化硫分解产物进行全面的分析和研究

2.1测试仪器的选择

本次研究过程中所选择的SP-V便携式色谱仪的色谱柱能够对六氟化硫电气设备故障点中的六氟化硫、一氧化碳、二氧化碳、四氟化碳、氟化氢、二氧化硫、四氟化硫、氟化亚硫酰、氟化硫酰、硫酰氟、氟丙烷、硫化氢等气体组成进行有效区分，能够保证最全面的对故障点的气体组分进行全面分析。在仪器选择时，设备的检测器应该保证高度灵敏、稳定，同时在设备运行过程中要不受到震动的影响，能够适合在不同现场使用，具有较强的适应性。此外，还要保证为设备配置一个应用范围较强的处理软件系统，保证设备能够在较短的时间内采集到数据，在现场输出，为及时解决六氟化硫电气设备故障提供时间便利。

2.2 SP-V便携式色谱仪的应用研究

首先，SP-V便携式色谱仪的色柱能够将气体中的氮气、氧气、四氟化碳、二氧化碳六氟化硫、氟化硫酰和二氧化硫进行有效的分离，但在气体组分中由于二氧化硫存留的时间比较久，会显著影响到整个测试时间，因此，在测试过程中主要采用电化学的测试方法进行区别测试，此外，还需要在设备中加装一个二氧化硫传感器，这样能够比较全面的对分解气体进行分离测试；其次，各项技术指标。空气的检测下限为3~10*10-6，二氧化硫检测分辨率为1*10-6，四氟化碳的检测下限为3*10-6，六氟化硫检测分辨率为1*10-6，二氧化碳和低氟化物检测下限和分辨率分别为3*10-6和1*10-6；最后，计算方法。在检测工程中，色柱分离气体，依次将气体输送到检测器中，色谱工作站对通过自动化系统采集相应数据并对其进行处理，采用面积校正归一法，计算出反应气体各个含量大小，而二氧化硫、氟化氢、硫化氢和一氧化碳等气体主要通过相应的传感器进行测试，然后确定相应的数值。目前，在我国电力系统中，对六氟化硫电气设备进行检测的仪器主要分为以下几种，一种是基于电化学的分离检测仪器，主要用于检测二氧化硫、氟化氢、硫化氢和一氧化碳，一种是基于离子围观角度的检测分析仪，主要用来检测刘氟化氢的纯度和杂质总量，但部门区分杂质种类。而便携式色谱仪能够检测多种气体，应用范围较为广泛。 3结语

总之，六氟化硫具有很强的稳定性，其化学性质和物理性质都比较稳定，绝缘性和灭弧性都十分优异，是一种良好的绝缘性材料，其在各种电气设备中都广泛的存在。六氟化硫气体的稳定性较高，灭弧能力比较强，再加上六氟化硫气体本身具备的高复合性，一般情况下不会出现故障。但在设备运行过程中，如果设备不出现故障就会产生化学反应，而对于发生故障的六氟化硫电气设备就会因为故障位置存在短路而引发出现电弧导致故障位置温度升高，六氟化硫气体在这种环境下就会发生化学反应。六氟化硫电器设备在系统运行过程中，受