基于绝缘气体故障模拟检测平台的过热故障分析方法

技术领域

本发明涉及一种基于绝缘气体故障模拟检测平台的过热故障分析方法，应用于气体绝缘电气设备的过热防护。

背景技术

当气体绝缘电气设备出现接头接触不良、内部电气回路出现故障或者绝缘介质不佳等问题时，设备往往会发热引发过热故障。过热故障可能引起气体绝缘介质分解，不仅危害着电气设备的稳定运行，还危害着周围环境与运维人员的人身安全，必须对过热故障进行监测，采取有效的解决措施。近年来，基于分解气体法的气体绝缘电气设备在线监测与故障诊断倍受关注，监测气体绝缘介质在电气设备绝缘故障下分解物的种类、含量等特征信息可实现对绝缘故障的类型、严重程度的监测与诊断。然而，实现分解气体法监测电气设备需要大量的实验研究数据，因此有必要在实验室环境下模拟过热故障，为基于分解气体法的故障诊断提供判断依据。

全氟异丁腈C

发明内容

本发明的目的是提出一种基于绝缘气体故障模拟检测平台的过热故障分析方法，为更好地研究设备过热故障时C

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

基于绝缘气体故障模拟检测平台的过热故障分析方法，所述模拟检测平台包括气相色谱-质谱联用仪、扫描电子显微镜/X射线能谱仪、三个用于存储C

一，用真空泵对不锈钢气罐进行抽真空处理；

二，按照实际应用比例向不锈钢气罐输入C

三，对不锈钢气罐输入的混合绝缘气体取样，通过色谱检测确定加温前C

四，在200℃-700℃温度范围内对不锈钢气罐内混合绝缘气体进行阶梯加热，加热温度梯度为50℃，每一过热温度梯度下的过热时间均为5小时，每个过热温度梯度完毕后使用气相色谱-质谱联用仪对混合绝缘气体进行取样获取样品；

五，对逐梯度获取的样品进行检测获取加温后的C

方案进一步是：所述方法进一步包括：通过CO和C

R

其中，c[CO]为CO的含量；c[C

R

方案进一步是：所述方法进一步包括：当R≤2时，取下固体采样台，采用扫描电子显微镜/X射线能谱仪对固体采样台表面进行元素分析，检测是否有新的元素成分，并依此判断是否出现了固体沉积物。

方案进一步是：当检测到氟（F）元素时，说明过热故障的分解产物与材料发生了化学反应，此时过热故障严重，应引起注意并预警。

方案进一步是：所述方法进一步包括：基于外标定量法，求获取样品中各杂质组分的含量，根据不同杂质气体组分的特征质荷比的色谱峰面积、对应标准气体的特征质荷比的色谱峰面积及标准气体的含量，按照公式2计算各杂质气体组分的含量：

C

其中，S

方案进一步是：当R≤2时，产生的杂质气体除CO和C

方案进一步是：所述抽真空处理是：首先向不锈钢气罐内充一定量CO

方案进一步是：所述对出现新增的分解气体判断是否是CO和C

方案进一步是：所述按照实际应用比例向不锈钢气罐输入C

方案进一步是：所述气体进出接口通过第一阀门连接一个四通管的第一通路，四通管的第二通路通过第二阀门连接所述气相色谱-质谱联用仪输入接口，所述气相色谱-质谱联用仪1的输入接口使用的是气相色谱六通阀输入接口；四通管的第三通路通过第三阀门连接所述真空泵，四通管的第四通路通过三个第四阀门分别连接三个气瓶。

本发明的有益效果是：通过本发明方法可以为更好地研究混合气体绝缘设备过热故障时C

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明

图1 是本发明模拟检测平台结构示意图；

图2为实验前C

图3为200℃-650℃过热故障下分解气体的总离子流色谱图。

图4为650℃-700℃过热故障下分解气体的总离子流色谱图。

图5为CO和C

图6 为高温过热故障后固体材料表面的扫描电子显微镜/X射线能谱检测。

具体实施方式

基于绝缘气体故障模拟检测平台的过热故障分析方法，所述模拟检测平台包括气相色谱-质谱联用仪1、扫描电子显微镜/X射线能谱仪2、三个用于存储C

其中：在所述不锈钢气罐上盖中心点设置有中心孔403，在中心孔两侧分别设置有透孔404，透孔上设置有环氧树脂法兰16，法兰上固定有接线柱17，接线柱从透孔穿入伸进不锈钢气罐4，所述电加热棒14外壳材质为奥氏体铬镍不锈钢，电加热棒14两极端分别与两个接线柱连接固定悬吊在所述不锈钢气罐中心，上盖中心孔403上设置有不锈钢法兰18，所述温度传感器连接线从不锈钢法兰上密封固定引出；所述温度传感器是K型热电偶，所述K型热电偶的测温探头位于加热棒正上方且贴近加热棒。

在所述不锈钢气罐上盖设置有通气孔405，通气孔连接气压表19。所述固体采样接口设置有法兰封盖20，固体采样台12连接固定在法兰封盖20上。所述温控器6连接一个交流调压器21，温控器通过一个智能数显温控仪22与温度传感器连接；所述智能数显温控仪是标准产品显示温度值并具有温度设定功能，智能数显温控仪与K型热电偶相连形成温控器的温度负反馈调节回路。所述温控器6集成稳压电路、继电器、温度负反馈调节电路、电压表和电流表，起到检测加热棒的电压与电流，并维持加热棒温度的稳定。所述不锈钢罐4的形状为顶端开口的长方体；所述不锈钢罐体顶端环绕设有方形密封槽，密封槽内设有O型密封圈，不锈钢气罐上盖405压住O型密封圈形成对不锈钢罐4的密封。所述分析方法步骤包括：

一，用真空泵对不锈钢气罐进行抽真空处理：首先向不锈钢气罐内充一定量CO

二，按照实际应用比例向不锈钢气罐输入C

三，对不锈钢气罐输入的混合绝缘气体取样，通过色谱检测确定加温前C

四，在200℃-700℃温度范围内对不锈钢气罐内混合绝缘气体进行阶梯加热，加热温度梯度为50℃，每一过热温度梯度下的过热时间均为5小时，每个过热温度梯度完毕后使用气相色谱-质谱联用仪对混合绝缘气体进行取样获取样品；

五，对逐梯度获取的样品进行检测获取加温后的C

其中：实验前，对试验气室内C

并且，所述对出现新增的分解气体判断是否是CO和C

所述方法进一步包括：通过CO和C

R

其中，c[CO]为CO的含量；c[C

R

所述方法进一步包括：当R≤2时，取下固体采样台，采用扫描电子显微镜/X射线能谱仪对固体采样台表面进行元素分析，检测是否有新的元素成分，并依此判断是否出现了固体沉积物。并且，当检测到氟（F）元素时，说明过热故障的分解产物与材料发生了化学反应，此时过热故障严重，应引起注意并预警。

当过热温度大于650℃时，利用气相色谱质谱联用仪检测发现，除CO和C

C

其中，S

因此，当R≤2时，产生的杂质气体除CO和C

所述方法还包括：在气体分解产物检测完成后，对不锈钢气罐进行抽真空处理。拆卸上述不锈钢气罐侧壁的圆形密封盖，置于扫描电子显微镜/X射线能谱的载物盘上，采用扫描电子显微镜/X射线能谱对固体采样台进行表面形貌与元素成分分析，检测是否有固体沉积物生成。

结合图2、图3、图4、图5和图6，当检测出CO和C

上述基于绝缘气体故障模拟检测平台的过热故障分析方法实施例，可以为更好地研究混合气体绝缘设备过热故障时C