[发明专利]测定六氟化硫电气设备的特征故障气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统中六氟化硫设备故障的监测方法，特别 涉及一种电力系统中六氟化硫设备的特征故障气体的测定方法，更特 别涉及所述特征故障气体的电导率测定方法。

背景技术

目前，六氟化硫(在本文中，可缩写为SF6或者SF₆)以其良好的绝 缘性能和灭弧性能，被广泛应用于电气设备，例如断路器、高压开关、 高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。SF6因其 化学惰性、无毒、不燃及无腐蚀性，还被广泛应用于金属冶炼(如镁合 金熔化炉保护气体)、航空航天、医疗(X光机、激光机)、气象(示踪分 析)、化工(高级汽车轮胎、新型灭火器)等。电子级高纯六氟化硫是一 种理想的电子蚀刻剂，被大量应用于微电子技术领域。随着当今科技 的发展，SF6涉及的领域不断扩展，被越来越多的基础领域和科技领 域广泛应用。

六氟化硫(Sulphur hexafluoride)，分子式为SF₆，分子量为 146.06。在常压下是一种无色、无臭、无毒、不燃、无腐蚀的惰性气 态物质，气体密度：6.139g/l(20℃，0.101MPa)，熔点为：-50.8℃，凝 固点为：-63.8℃，临界温度：45.64℃，临界压力：3.84MPa，临界密 度：0.73g/cm³，临界容积：198ml/mol，介电常数：1.002026(25℃， 0.101MPa)。六氟化硫的化学稳定性强，500℃-600℃不分解，与酸、 碱、盐、氨、水等不反应；但是在电弧作用下(几千℃)可能分解为S 和F的原子气，但电孤一旦解除，便可在10^-5-10^-6秒内大多数复合成 SF6。六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，其耐电 强度为同一压力下氟气的2.5倍，击穿电压为空气的2.5倍，灭弧能力 为空气的100倍，是一种优于空气和油的新一代高压绝缘介质材料。

然而，在生产六氟化硫气体以及六氟化硫设备运行或出现故障特 别是出现设备故障时，例如六氟化硫气体在电气设备中经电晕、火花 及电弧放电作用，会产生多种有毒、腐蚀性气体。这些气体主要有氟 化亚硫酰(SOF₂)、二氧化硫(SO₂)和氟化氢(HF)等，这些气体的毒性和 腐蚀性成为电气设备安全运行巨大隐患。因此，测定电力系统中六氟 化硫设备故障中SF6分解、反应特征气体含量，对早期发现故障、监 测其变化趋势，及时检修，防范事故、保障电网安全，建设智能电网， 具有重要意义。

最新研究表明，要发现早期故障，对特征气体的测定灵敏度必须在 ul/L以下。因此，最佳测定方法的选择关键取决于测定方法的灵敏度。 现有的仪器测定方法中，灵敏度最高的方法主要有：

1)电化学传感器法：对各特征故障气体(SO₂、HF)分别测定，检出 限均为0.1ul/L，无加和性。

2)催化水解测定法(简称为DPD)法(US 2005/0233463A1)：基于催 化SOF2水解产生SO2原理，用SO2电化学传感器测定SO2+SOF2 总量，检出限为1ul/L。相比于气相色谱法(GC)可以将灵敏度提高一 个数量级。但要在ul/L量级以下，实现故障预警，仍显不足。

3)气相色谱法(GC)：检出限为10ul/L量级。为维护六氟化硫电气 设备的安全运行已有诸多标准，例如《DL/T 639-1997，六氟化硫电气 设备运行、试验及检修人员安全防护细则》、《GB8905-1996，六氟化 硫电气设备中气体管理和检测导则》、《DL/T595-1996，六氟化硫电气 设备气体监督细则》、《IEC480-2004，电气设备中六氟化硫气体检测导 则》等等，但是均不足以高效、方便、灵敏地用于六氟化硫设备中的 特征故障气体的监测。

因此，提供一种简单、方便、灵敏度高的六氟化硫设备中的特征 故障气体的测定方法以用适用于该方法的测定系统，仍是本领域技术 人员亟待解决的问题。

发明内容