Pt-HfSe_(2)检测SF_(6)分解组分的传感机理研究

通过检测SF_(6)分解组分可有效评估电气设备设备运行状态,进而保障设备的安全稳定运行。基于第一性原理提出Pt掺杂HfSe_(2)(Pt-HfSe_(2))检测SO_(2)和SOF_(2),研究Pt-HfSe_(2)对两种气体组分的吸附和传感机理,探究其作为电阻型气体传感器评估SF_(6)电气设备运行状态的应用潜力。结果表明,Pt-HfSe_(2)对SO_(2)的吸附性能强于对SOF_(2)的,同时,两种气体在Pt-HfSe_(2)表面具有较好的脱吸附性能,能够保证该传感材料的重复使用。Pt-HfSe_(2)具备开发为新型SO_(2)和SOF_(2)气体传感器件的条件,可用于评估SF_(6)电气设备的运行状态,为研究HfSe_(2)基气体传感器提供了理论支持,为新型纳米传感器件应用于电力设备故障诊断提供新思路。

改性石墨烯基传感器对SF_(6)分解组分H_(2)S的吸附机理及检测特性研究

作为SF_(6)的重要分解组分,H_(2)S能够有效反映SF_(6)气体绝缘电气设备内部绝缘故障类型及程度。该文以H_(2)S为目标检测气体,探究了改性石墨烯基传感器对H_(2)S的吸附机理及检测特性。基于第一性原理建立了环氧基化石墨烯(G-O)、钯掺杂石墨烯(Pd-G)和环氧基与钯共掺杂石墨烯(Pd-G-O)改性模型和H_(2)S吸附模型,从吸附能、态密度、轨道、脱吸附时间等多方面计算分析了G-O、Pd-G、Pd-G-O的改性机理与吸附机理,结果表明Pd-G-O对H_(2)S表现出优异的吸附性能,吸附能达到-1.015 eV,为较强的化学吸附,且对应着强烈的电荷转移值0.281 e;制备了G-O、Pd-G、Pd-G-O传感材料及器件,基于微量气敏测试平台测试了改性石墨烯基传感器检测H_(2)S的温度、体积分数、响应恢复及稳定特性,其中Pd-G-O传感器对H_(2)S表现出低工作温度(175℃)及快速响应优势。该文的仿真计算与气敏测试分析为研制检测SF_(6)分解组分的低功耗、高灵敏度及快速响应传感器提供了理论基础与实验支撑。

SF_(6)气体中交流电晕放电电流及带电粒子的时空分布

SF_(6)气体中电晕放电微观物理化学过程的基础研究对于保障电网安全可靠运行非常重要。为此在负极性电晕放电脉冲形成机制研究工作的基础上,应用同样的针-板电极电晕放电的二维轴对称模型来研究交流50Hz下SF_(6)气体中电晕放电的微观物理化学过程,并采用在连续性方程中增加常数项和设置初始质量浓度这2种方法来模拟光电离,计算了交流电晕放电1个放电周期的电流及不同时刻带电粒子的时空分布。结果表明:在连续性方程中增加常数项模拟光电离能够获得负半周幅值附近的连续性电流脉冲,与试验结果更为接近;正负半周带电粒子的运动方向正好相反;电晕放电区域的高度为8mm,且有效放电半径≤0.20mm。放电区域的获取能够为进一步研究SF_(6)气体在交流50 Hz电晕放电中的分解产物的演化规律提供理论支撑。

SF_(6)及其分解产物SO_(2)的拉曼光谱检测试验研究

通过检测GIS中SF_(6)及其分解气体组分,可检测到GIS内部存在的潜在性缺陷,对保障GIS设备的可靠运行具有重要意义。基于频率锁定腔增强技术,将激光耦合到V形谐振腔中,搭建了光反馈频率锁定V型腔增强平台,实现了拉曼信号的增强。开展了SF_(6)及其主要分解组分SO_(2)气体的拉曼光谱检测研究,得到了SF_(6)气体的拉曼特征峰位于774 cm^(-1),SO_(2)气体的拉曼特征峰位于1151 cm^(-1);对SF_(6)气体的检测下限达到了13.2 Pa,对SO_(2)气体的检测下限达到了25.6 Pa。SF_(6)的拉曼特征峰线宽极窄,说明拉曼光谱在抗交叉干扰上具有极大的潜力。通过对不同压强、不同激光功率与不同温度下的SO_(2)气体进行拉曼光谱试验分析,发现SO_(2)气体的拉曼特征峰强度与气体压强、激光功率、温度之间高度线性相关。这项研究为拉曼光谱法对SF_(6)分解气体成分的检测和定量分析奠定了基础,表明拉曼光谱法在SF_(6)分解气体成分检测领域具有巨大的潜力。

基于SnS_(2)传感器的H_(2)S和SO_(2)F_(2)气体检测性能研究

六氟化硫(SF_(6))气体分解产物检测对于气体绝缘设备的故障评估和电力系统的安全监测具有重要意义。文中提出了一种基于SnS_(2)纳米材料气体传感器检测SF_(6)分解产物的方法,即采用水热法和丝网印刷法分别制备SnS_(2)纳米材料和气体传感器,通过实验研究了该传感器对SF_(6)分解产物H_(2)S和SO_(2)F_(2)气体的最佳工作温度、响应特性、灵敏度和长期稳定性。测试结果表明,SnS_(2)气体传感器在最佳工作温度200℃下,对两种SF_(6)分解气体产物的响应与其体积分数之间线性关系较好,线性相关系数均大于0.980,且稳定性较好。文中研究可为SnS_(2)基气敏传感器检测SF_(6)分解组分提供数据参考。

电力绝缘气体监控中总线驱动的跨平台移植技术

SF_(6)气体密度、分解物和微水含量监测装置被大量用于现代电网监控系统中。这些类型多样的监控装置组成测控网时,采用的总线类型及协议种类繁多。另外,监控系统选择的CPU等硬件及软件差异也很大,这些因素综合在一起导致监控系统的兼容性、互换性变差。为此,研究分析了多总线统一驱动及其在工业边缘普遍采用的Linux、WinCE跨硬件平台的移植问题,提出了统一设备驱动在不同操作系统下的技术思路和嵌入式跨平台统一设备驱动模型,建立了设备驱动程序在不同操作系统下的移植方法。依据这个思路与方法,能快速完成驱动软件功能在不同嵌入式系统之间的快速移植,可降低技术难度,提高监控软件开发效率,增强SF_(6)气体密度继电器在多总线场景中的适应性。本方法不仅适用于SF6气体密度继电器及SF6分解物和微水含量状态监测装置组成的自动化监控系统,而且对解决类似工业场景中的瓶颈技术也具有很高的参考价值。