[发明专利]六氟化硫气体绝缘电气设备接触面过热性故障的模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于六氟化硫（SF₆）气体绝缘电气设备的绝缘状态在线监测技术领域，具体涉及SF₆气体绝缘电气设备过热性故障的模拟装置。

背景技术

SF₆气体绝缘电气设备，以SF₆气体作为绝缘介质，具有绝缘强度高、运行稳定、占地面积小和维护工作量小等优点，在电力系统中，尤其是大中城市电网建设和改造中得到愈来愈广泛的应用。但从近年来的运行情况看，其内部不可避免的缺陷仍会引起故障并随着运行时间的增长而不断扩大，一旦故障发生，SF₆气体绝缘电气设备由于其全封闭组合式结构使得故障定位和检修工作的执行非常困难，且与分离式结构设备相比，其事故的平均停电检修时间更长、停电范围更广，由此常常导致极大的经济损失。SF₆气体绝缘电气设备的故障模式主要有机械故障、过热性故障和放电性故障三种类型，以后两种为主，并且机械故障常以过热性故障和放电性故障的形式表现出来。SF₆气体绝缘电气设备的过热性故障通常是由于接触不良等原因而使得设备的热应力超过正常值，造成绝缘加速劣化，接触面过热性故障主要涉及SF₆气体绝缘电气设备中母线及连接体之间的接触面。过热性故障的初期一般表现为持续的局部温度过高，导致设备内的主要绝缘介质SF₆气体在局部高温的作用下发生分解，并与其中混杂的氧气（O₂）、水蒸气（H₂O）以及热源处的金属物质发生反应，生成如氟化硫酰（SO₂F₂）、氟化亚硫酰（SOF₂）、二氧化碳（CO₂）等产物，而所生成的这些特征产物又与故障点处的温度（能量）存在着极为密切的关系。因此，可通过对分解所生成的特征产物进行监测，得到分解特征产物与温度的关系，提取出能够表征故障源温度（能量）的特征量，并在此基础上揭示过热导致SF₆分解的本质，完善SF₆分解理论，为实现SF₆气体绝缘电气设备的状态监测和故障诊断提供科学的理论依据，促进SF₆气体绝缘电气设备在线监测系统的设计和改进，提高电力部门判断SF₆气体绝缘电气设备绝缘状况的能力，从而避免大停电事故的发生，所以研制SF₆气体绝缘电气设备过热性故障的模拟装置，是保证电力系统安全运行，保证国民生产正常进行的重要手段之一。

现有的SF₆气体绝缘电气设备故障的模拟实验装置，如专利号为ZL200710078493.0的 “六氟化硫放电分解组分分析系统及其使用方法” 专利，公开的系统主要包括调压控制台、隔离变压器、无晕试验变压器、无局放保护电阻、电容分压器、无感电阻、匹配阻抗、示波器、气相色谱仪。该专利的主要缺点是：只能对SF₆气体绝缘电气设备内发生的局部放电故障进行模拟，不能对SF₆气体绝缘电气设备内发生的局部过热性故障进行模拟。

发明内容

本发明的目的是针对现有的SF₆气体绝缘电气设备的故障模拟实验装置的不足，提供一种SF₆气体绝缘电气设备的过热性故障的模拟装置，能在实验室模拟SF₆气体绝缘电气设备等SF₆气体绝缘电气设备内不同程度的接触面过热性故障,并获得反映接触面过热故障下的分解气体组分及其含量的数据，为进一步完善评估SF₆电气设备绝缘状态提供可靠的实验基础。

实现本发明目的的技术方案是：一种SF₆气体绝缘电气设备接触面过热性故障的模拟装置，主要包括开关电源、固态继电器、过热性故障模拟元件、智能数显温度调节仪和气相色谱仪。

所述的开关电源（市购产品）的输入端通过导线与220V/50Hz的市电连接，所述开关电源的输出端（电压为12V，最大电流为10A）的正极通过导线与所述固态继电器输出端的正极连接后，所述固态继电器输出端的负极通过导线与所述的过热性故障模拟元件的发热体接线柱的正极连接，所述的开关电源的输出端的负极通过导线与所述的过热性故障模拟元件的发热体接线柱的负极连接，用以为过热性故障模拟元件的发热体提供所需的低压直流电。