[发明专利]模拟空气及有机绝缘材料分解的平台及方法在审

专利信息
申请号: 201711258455.3 申请日: 2017-11-29
公开(公告)号: CN107860849A 公开(公告)日: 2018-03-30
发明(设计)人: 闫帅;田振宇;王高洁;国伟辉;陈静;李艳秋;张艳;刘晓伟;闫忠凯;田丁 申请(专利权)人: 国网安徽省电力公司亳州供电公司;武汉珈铭凯尔电气科技发展有限公司
主分类号: G01N30/02 分类号: G01N30/02;G01N30/54
代理公司: 武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙)42225 代理人: 王维
地址: 236000 安徽省亳州市*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 模拟 空气 有机 绝缘材料 分解 平台 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及模拟空气及有机绝缘材料分解领域,具体涉及一种模拟空气及有机绝缘材料分解的平台及方法。

背景技术

随着电网日益扩大以及变电站无人值班管理模式和综合自动化的普及与推广,高压开关柜故障造成的停电事故给生产和生活带来的影响及损失也越来越大。高压开关柜在长期运行中必然存在电的、热的、化学的及异常状况下形成的绝缘劣化,导致电气绝缘强度降低,甚至发生故障,且近年来的许多突发事故多是由局部放电所致。在长期高温、高电压、振动、潮湿等的作用下,高压开关柜内金属件由于制造中潜伏的缺陷或者运行中产生的缺陷,引起局部放电的发生。实践表明,局部放电是导致设备绝缘劣化,发生绝缘故障的主要原因。

当开关柜内产生局部放电时,在过热、过湿等环境下,局部放电将导致开关柜中有机绝缘材料及气体绝缘介质的分解,并与氧气发生化学反应,从而可能产生H2S、NO2、SO2及CO等气体。目前已有大量学者研究证明,封闭式开关电器内发生的故障类型与产生的气体及衍生物具有确定性的关联关系,通过检测开关柜内产生的气体种类及含量,能够反演分析出开关柜内发生的绝缘劣化类型及位置。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种能更精确模拟空气在涉及有机绝缘材料环境下分解的平台。

为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:

一种模拟空气及有机绝缘材料分解的平台,包括:

罐体,其上设有进气口和采气口;

发热元件,其设于所述罐体内,所述发热元件包括发热体以及包裹在所述发热体上的有机绝缘材料层;

温控系统,其用于控制发热元件的发热温度;以及

分解组分检测系统,其用于检测从采气口采集的气体的种类和含量。

在上述技术方案的基础上,所述温控系统包括相互连接的开关电源和温控仪,且所述开关电源和温控仪均与所述发热元件相连。

在上述技术方案的基础上,所述温控系统还包括继电器。

在上述技术方案的基础上,所述分解组分检测系统包括气相色谱仪和/或气相色谱-质谱联用仪。

在上述技术方案的基础上,所述分解组分检测系统还包括光电子能谱仪。

本发明的另一个目的在于提供一种能更精确模拟空气在涉及有机绝缘材料环境下分解的方法。

为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:

一种利用上述平台模拟空气及有机绝缘材料分解的方法,该方法包括以下步骤:

S1.清洗罐体内壁和发热元件;

S2.对罐体进行洗气;

S3.对洗气后的罐体充入预设份量的空气,检测罐体内的H2O和O2体积分数是否均低于预设标准值,若是,则将罐体内的气压调至预设气压值,并转到步骤S4,若否,则返回步骤S2;

S4.温控系统将温度调至预设温值,模拟空气在涉及有机绝缘材料环境下的分解过程;

S5.通过采气口采集空气过热后分解的气样,并送入分解组分检测系统进行检测,结束。

在上述技术方案的基础上,步骤S2具体包括:将罐体抽真空后充入0.1Mpa的空气,再抽真空,完成一次洗气,然后总计执行三次洗气。

在上述技术方案的基础上,步骤S3具体包括:充入0.45Mpa的空气,检测罐体内的H2O的体积分数是否低于100×10-6以及O2体积分数是否低于400×10-6,若均是,则将罐体内气压调至0.4MPa。

在上述技术方案的基础上,步骤S5中每隔一小时进行一次采气,总计采气10次且每次采气量小于等于100ml。

在上述技术方案的基础上,所述分解组分检测系统包括气相色谱仪和/或气相色谱-质谱联用仪,进行检测时包括柱箱温度控制步骤和检测步骤:

所述柱箱温度控制步骤包括,

将柱箱温度设置为40℃,开始计时,保持7min,使CF4,CO2,SO2F2,SOF2,H2S,HF和SO2分离;

柱箱以30℃/min的升温速率,从40℃升温至100℃,保持8min,使CS2分离;

柱箱再以20℃/min的升温速率,从100℃升温至200℃,保持1min,以排出检测器中的残留气体;

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