基于恒定应力加速寿命试验的SF_(6)气体密度表可靠性研究

SF_(6)气体密度表作为电网体系中一次设备的重要监测设备,其可靠性关乎变电设备的安全运行。为了确保SF_(6)气体密度表的可靠运行,有必要对其可靠性和寿命进行评估,而恒定应力加速寿命试验方法是结构复杂机械产品可靠性评估的有效方法之一。文章分析了SF_(6)气体密度表的加速应力和正常应力水平,确定了多应力加速寿命试验方案,利用Weibull寿命-应力模型综合估计了SF_(6)气体密度表的中位寿命、特征寿命、可靠寿命、平均寿命及相应的失效率,得到了其正常应力下可靠度曲线,为SF_(6)气体密度表生产制造和使用维护提供了理论依据和数据参考。

基于同位素示踪法的微量O_(2)对电弧放电下SF_(6)分解产物影响的研究

SF_(6)气体绝缘开关设备电弧放电下O_(2)对SF_(6)分解产物具有显著影响,但其影响规律及相关作用机制目前尚不清楚。针对这一问题,文中利用^(18)O_(2)作为示踪剂开展了电弧放电实验,利用GC⁃MS分析了放电过程中和放电后含^(18)O同位素物质的变化规律,明确了电弧放电下SF_(6)分解产物的形成途径及^(18)O_(2)对SF_(6)分解产物的影响,阐明了其深层化学反应机理。结果表明,电弧放电下O_(2)杂质会在不同程度上促进SOF_(2)、SO_(2)、SO_(2)F_(2)、CO_(2)的生成,其中O_(2)主要以分解后的O原子参与SOF_(2)、SO_(2)、CO_(2)的生成反应,以O_(2)分子和分解后的O原子共同参与SO_(2)F_(2)的生成反应。SOF_(2)和SO_(2)F_(2)的生成主要由放电过程中发生的复合反应主导,SO_(2)的生成主要由放电后发生的分子间反应主导,CO_(2)的生成则来自两者的共同作用。

SF_(6)气体试验专用工具的研制

本文通过介绍目前GIS设备SF_(6)气体试验的现状及存在的不足,提出研制GIS设备SF_(6)气体试验专用工具,将传统只能依靠人力装卸的工作转化为电动机械模式,明显缩短试验时间,降低人工成本和安全风险。

福建惠安核电厂址SF_6示踪试验研究

2 0 0 2年 7月在福建惠安核电拟选厂址复杂地形进行了 15次SF6示踪试验 .试验发现 ,在不同天气条件下 ,SF6烟羽呈现过宽、过窄扩散及越山、绕流等现象 .将此次试验推荐的扩散参数与P G扩散参数系及其它实验结果进行了比较分析 .

烟塔合一排放的SF_6示踪扩散试验

国华三河电厂烟塔SF6示踪扩散试验共确定5次试验气象窗口,每次气象窗口进行3次试验,共有12次试验取得有效数据,基本涵盖了大风、小风以及各种大气稳定度类型.不稳定条件下,风速较小时,单位源强产生的最大落地浓度大,距离近;中性条件下,风速较大时,单位源强产生的最大落地浓度居中,距离较远;稳定条件下,中等风速时,单位源强产生的最大落地浓度小,距离较远.这与模式模拟结果通常所表现的规律相一致.类推得出电厂NOx的最大落地浓度比标率〔《环境空气质量标准》(GB3095—1996)二级标准〕为6.97%,其环境影响可接受.

550kV/8000A大容量SF_(6)充气式套管温升特性的仿真研究

为研究550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管的温升特性,建立了550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管多物理场耦合模型,利用ANSYS软件,综合考虑涡流效应、集肤效应、重力作用、热对流、热辐射等因素,计算分析了1.1倍额定电流(8000 A),即8800 A电流条件下套管的温度场与气流场分布规律,并进行了550 kV/8000 A SF_(6)充气套管的温升试验,验证了仿真结果的正确性。最后仿真分析了外部风速、气体压强、负载电流、中心导体外径等4种影响因素对套管温升特性的影响。研究结果表明:最高温度位于套管内中心导体上部的小孔下方,最高温度为363 K,从整体角度看,套管上方的温度高于下方;仿真结果与试验结果一致性较好,误差在8%以内;套管的温升随外部风速的增大明显降低,但降幅逐渐减小;套管的温升随着气体压强的增大而降低;电流越大,产生的焦耳热越多,负载电流直接影响导体温升;套管的温升随着中心导体外径的减小而增大。研究内容为大容量高压SF_(6)充气套管的设计工作提供了理论借鉴。

基于SF_(6)示踪试验的孤岛面采空区漏风规律研究

漏风是导致采空区内部遗煤自燃的主要因素,掌握采空区的漏风分布与漏风通道是防止采空区遗煤自然发火的基础与前提。以青龙煤矿11808孤岛面为试验面,开展了SF_(6)示踪试验并对11808孤岛面采空区及相邻采空区的漏风状态进行了分析。结果表明,11808工作面的最大漏风量229.7 m^(3)/min,漏风率14.9%,11808孤岛面的进风巷与回风巷相邻的煤柱均发生了微小的漏风现象。孤岛面采空区内漏风路径先由21802工作面采空区流向11808孤岛面采空区,再由11808采空区流向11806工作面采空区。该研究结果可为类似孤岛面采空区遗煤自燃防治工作提供参考。

燃烧对SF_6扩散影响的示踪试验研究

根据2010年9月,在北京某试验场开展的一系列SF6示踪扩散试验,以及获取的SF6浓度空间分布数据,以高斯模式和计算机拟合为基础,计算出SF6浓度分布在水平和垂直方向的扩散标准差、地面峰值浓度等参数,分析、总结出了在典型地理(山区和平原连接处)和边界层条件下燃烧对SF6扩散的影响。通过试验及分析可知,燃油对试验区域气流产生了明显扰动,但具体原理有待于进一步分析。

微水对SF_(6)过热分解含氧生成物影响的同位素示踪实验研究

SF_(6)气体绝缘介质局部过热分解过程不仅与设备内部局部过热性故障属性紧密相关,同时还与设备内部的微量H_(2)O紧密相关,但其作用机制目前还不清楚。为此,结合同位素示踪技术,采用H_(2)^(18)O作为示踪剂,向纯净的SF_(6)气体中添加不同含量的H_(2)^(18)O,并进行SF_(6)过热分解实验,通过GCMS检测反应后各分解特征产物中同位素化合物含量及其与注入H_(2)^(18)O含量的变化规律,以探究微量H_(2)O对SF_(6)过热分解的作用规律,并尝试解释其微观的反应机制。实验结果显示:微量H_(2)O对SF_(6)的分解具有促进作用,直接参与产物CO_(2)、SO_(2)F_(2)、SOF_(2)、SO_(2)的生成过程,为其提供O,但对不同产物的影响规律不同。

HFO-1336mzz(E)/X混合气体工频绝缘特性试验研究

为评估HFO-1336mzz(E)/X混合气体在高压气体绝缘设备中应用的可行性,计算了HFO-1336mzz(E)与3种缓冲气体分别混合后的配置方案,并通过试验得到其工频绝缘特性。该文考虑–15℃、–20℃、–25℃为最低使用温度约束条件,通过计算饱和蒸气压得到混合气体中HFO-1336mzz(E)的临界摩尔占比,并对该占比下的HFO-1336mzz(E)混合气体进行了工频放电试验。研究结果表明:HFO-1336mzz(E)与空气(Air)混合时协同效应最优;以–15℃为最低使用温度约束,0.5 MPa 8.0%HFO-1336mzz(E)/92.0%Air混合气体的最高击穿电压仅为相同气压下SF_(6)的65%,相当于0.26 MPa SF_(6)的绝缘水平,且混合气体放电后会出现固体沉积物。综合考虑混合气体的液化温度、绝缘强度以及放电沉积物,认为HFO-1336mzz(E)混合气体在高压气体绝缘设备中应用存在局限性。

252 kV及以上断路器短路试验中SF_(6)气体分解产物特性研究

以SF_(6)气体为灭弧介质的高压交流断路器广泛应用于我国220 kV及以上电力系统中,开断短路电流后,灭弧室内SF_(6)会分解产生SO_(2)、CF_(4)、CS_(2)、SOF_(2)等气体,对断路器的开断性能产生影响。文中对多台高压交流断路器开展短路开断试验,对断路器内部气体进行检测,研究了不同电压等级断路器及不同短路试验方式与SF_(6)气体分解产物之间的关系。

SF_(6)检漏法在生物安全柜柜体防泄漏中的应用

以提高生物安全柜柜体泄漏测试的效率,进而提升柜体防泄漏性能为目的。使用SF_(6)示踪气体及其检测仪进行生物安全柜柜体的泄漏检测。传统肥皂泡法存在操作不便且耗时及难以发现微小泄漏点的缺点,SF_(6)示踪气体检漏法不仅操作简便而且能迅速准确的找出泄漏点,避免肥皂泡法无法检测到微小漏点的缺陷。SF_(6)示踪气体检漏法可以有效地检测生物安全柜柜体的泄漏点,对所有等级的生物安全柜柜体均可进行泄漏测试,而且也可用于其他有气密性要求的设备。

山区和平原连接处SF_6试验及扩散规律研究

为更好了解污染物在复杂地形条件下的湍流扩散规律,2010年9月开展了一系列SF6示踪扩散试验,获取了SF6浓度数据,以此实验数据为基础,计算出SF6浓度分布在水平和垂直方向的扩散标准差、地面峰值浓度等参数,并与P-T-C扩散参数进行对比,总结得出了污染物在山区和平原连接处中性、稳定、强稳定等气象条件下湍流扩散规律。

SF_(6)/N_(2)混合气体GIS隔离开关小容量母线转换电流开断试验回路研制及试验

SF_(6)气体因其温室效应受到众多限制,使用SF_(6)与N_(2)混合气体是实现GIS环保化的简便有效措施,已逐步应用于GIS等气体绝缘电力设备中。SF_(6)/N_(2)混合气体GIS隔离开关研制时,由于混合气体开断能力下降,母线转换电流开断能力成为限制条件,需要进行充分试验验证。大型试验站试验费用高、周期长,有必要搭建厂内小容量试验回路。文中开展SF_(6)/N_(2)混合气体GIS隔离开关小容量母线转换电流开断试验回路研制及试验。为便于在运设备改造,直接气体置换设计126 kV SF_(6)/N_(2)混合气体GIS隔离开关样机。参照GB/T1985—2014,基于一台温升变压器研制了厂内小容量GIS隔离开关母线转换电流开合试验回路,可开展转换电压30 V和100 V、转换电流1 600 A的母线转换电流开断试验,研究了混合比、气压、分闸速度对开断性能的影响,发现混合气体开断性能明显低于SF_(6),会造成燃弧时间增加,触头烧蚀加重,甚至开断失败;气压降低后燃弧时间会增加;分闸速度对开断影响较小。结合母线转换电流开断摸底试验结果,对混合气体GIS隔离开关触头结构改进,增加铜钨引弧触头,顺利通过了母线转换电流开合型式试验。

基于SF_(6)示踪技术检测煤窑密布煤层群漏风状态

柳湾矿业周边废弃小煤窑数量众多,小煤窑漏风是造成柳湾矿开采煤层自燃的主要因素。为准确了解柳湾矿五盘区的漏风情况,应用SF_(6)示踪技术,研究了小煤窑的近距离煤层群漏风状态。测定结果表明,柳湾矿五盘区存在复杂的内部与外部漏风裂隙通道,初步计算得出探火巷周围巷道及南上庄地面废弃小井口区域的漏风量,为制定五盘区回采过程中的防灭火措施提供指导。

基于SF_(6)示踪气体的沿空留巷采空区瓦斯运移规律研究

通过在古汉山矿1604工作面运输顺槽沿空留巷段、切眼等不同地点释放SF_(6)示踪气体,沿工作面切眼及回风巷不同位置测定SF_(6)示踪气体及瓦斯浓度,并结合风量测定确定了沿空留巷段、切眼的漏风规律及采空区瓦斯运移规律,同时通过测定高位巷内SF_(6)示踪气体,深入分析了高位巷抽采采空区瓦斯的通道及运移规律。通过测定可知,沿空留巷段及切眼下部为漏风主要通道,漏风量达250 m^(3)/min,同时确定了高位抽采瓦斯主要来源为采空区深部瓦斯,研究成果为沿空留巷条件下综放工作面的瓦斯治理提供了依据。

微量O_(2)对SF_(6)过热分解影响机理的同位素示踪分析

利用同位素示踪技术,使用稳定性同位素示踪剂^(18)O_(2)进行SF_(6)局部过热分解实验,模拟SF_(6)在持续性高温作用下的分解情况,通过获取^(18)O_(2)标记的主要含氧产物的体积分数变化来分析微量O_(2)对SF_(6)过热分解的影响机制。结果表明:在过热状态下,微量O_(2)优先与SF3、SF_(2)、SF分别反应并生成SOF_(3)、SOF_(2)、SOF,其次SF_(2)与O_(2)反应生成少量的SO_(2)F_(2),即O_(2)是生成SOF_(2)主要的氧元素来源;并且,在过热条件下SF6可以彻底裂解生成S单质,并与微量O_(2)反应生成SO_(2)。

1100kV SF_6断路器断口联合电压试验研究

断口联合电压试验是断路器绝缘型式试验的重要项目。11 00kV SF_6断路器较高的绝缘水平、较大的断口电容对绝缘试验室提出了更高的要求和挑战。应用电磁暂态程序EMTP对1100kV SF_6断路器断口冲击联合电压试验多种工况进行了数值仿真,优化确定了相关试验方案。仿真结果表明:对于操作冲击联合工频的试验方式,可以单纯通过提高工频侧的电压峰值补偿电压跌落;对于雷电冲击联合工频的试验方式,应通过部分提高雷电冲击侧的电压峰值、部分提高工频侧电压峰值补偿电压跌落。根据仿真结果,机械工业高压电器设备质量检测中心按照GB/Z 24838-2009对新东北电气研制的1100kV SF_6断路器顺利进行了断口联合电压绝缘型式试验。

防水透气阀在SF_(6)气体密度继电器的应用

SF_(6)气体密度继电器是用于监测SF_(6)气体绝缘设备内的气体密度变化的主要元件,SF_(6)气体的密度值的降低将影响电气设备的绝缘性能和灭弧性能,因此保证其正常工作较为重要。SF_(6)气体密度继电器在户外应用环境复杂,常因呼吸效应发生内部进水并造成误动作,引起断路器的分闸,引发电力事故。鉴于此,在分析由于呼吸效应造成其内部进水的基础上,提出了采用防水透气阀的解决方案。根据SF_(6)气体密度继电器的使用特性对防水透气阀进行了设计与选型,并经过试验验证和产品使用效果跟踪,该解决方案能够有效降低SF_(6)气体密度继电器的进水,从而保证其正常的工作,确保电力系统的安全运行。

SF_6气体突发泄漏现场处置方案

1适用工作场所变电站安装有SF6设备的高压室;SF6设备安装、检修、试验、运行等的工作现场;技能培训中心涉及SF6气体的实训基地（高压SF6断路器实训室、GIS设备实训室、SF6互感器实训室、SF6变压器实训室、SF6气体回收处理实训室）等场所;SF6气体生产、灌装、采样、试验分析等场所;SF6设备附近的电缆沟等处。