局部过热状态下六氟化硫气体的分解特性硕士学位论文

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1、局部过热状态下六氟化硫气体的分解特性重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：潘建宇指导教师：唐炬教授学位类别：工程硕士（电气工程领域）重庆大学电气工程学院二O一四年五月ThermalDecompositionCharacteristicsofSF6underOverheatingFaultinSF6InsulatedEquipmentAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionalD

2、egreeByPanJianyuSuperviseedbyProf.TangJuSpecialty:ME.(ElectricalEngineeringField)CollegeofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2014重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要由于六氟化硫气体（SF6）在常温常压下化学性质非常稳定，且具有优良的绝缘灭弧性能，因而已被广泛用在电气设备的气体绝缘和灭弧介质。然而，经过探索性实验发现，当SF6气体绝缘设

3、备局部达到一定温度时，SF6气体绝缘介质也会发生分解并生成如HF、SO2F2、SOF2和SO2等特征分解产物。一方面，这些分解特征气体具有强腐蚀性，会加速设备老化，造成绝缘强度下降，从而进一步危及设备的安全。另一方面，SF6局部过热分解特性和产生的特征气体又与运行中的设备状态和故障类型有密切的关联关系。因此，通过检测SF6在过热状态下的分解组份及其含量变化规律，不仅可以弥补现有SF6分解理论的不足，同时可以更进一步完善对SF6气体绝缘设备内部局部过热性故障的监测和诊断，实现SF6电气设备局部过热性故障的早期预警

4、。本文在研制的局部过热下SF6热分解模拟试验平台上进行了大量试验，通过气相色谱仪、气相色谱质谱联用仪和傅里叶变换红外光谱仪对不同故障温度下SF6分解组分进行了定量测量。然后首先探索了SF6的初始分解温度，研究了400℃以下各分解组分在不同故障温度下的含量变化特性，确定了SF6在过热状态分解时的特征稳定组分，并阐述了各组分在过热状态下的形成机理。同时，本文进一步从特征分解总量、有效产气速率和特征产物含量比值这三个角度构建了表征SF6绝缘设备过热性故障状态的特征量，并分析了各个特征量的表征能力。研究结果表明：SF6

5、在300℃时开始出现比较明显的分解，其分解产物主要有CO2、SO2F2、SOF4、SOF2、SO2、H2S和HF，故障温度的升高将促进各分解组分的形成，但促进规律各不相同；SOF2和SO2是SF6最主要分解产物并选定特征稳定产物，H2S是在过热性故障温度达到一定程度（360℃）后才会出现的关键组分；特征分解总量TDC能合理表征过热故障下SF6介质的整体分解劣化程度；特征组分的产气速率能有效反映SF6过热故障的发展趋势和严重趋势，过热故障安全反应时间TMS从SF6绝缘介质角度明确了过热故障发生到恢复的最大允许反应

6、时间；含量比值C(SO2)/C(SO2F2)和C(SO2F2+SOF4)/C(SOF2)可以对该SF6气室内故障性质是否属于局部过热性故障进行识别和判断，有效过热关联比值量RET可以对过热故障温度300~400℃内的各故障温度值进行更准确的定量关联，并得到了过热故障温度和RET的数学关联表达式。关键词：SF6，过热性故障，热分解特性，特征量提取，故障表征I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTInsulationgasSF6hasstablechemicalpropertyandstrongelectro

7、negativity,withexcellentinsulationandarc-suppressingperformance.However,exploratoryexperimentsfindthatSF6willdecomposeintovariouscomponentswhentemperatureofSF6insulatedequipmentreachestosomedegree,suchasSO2,SOF2,SO2F2,andHF.Ononehand,thesecharacteristicdecom

8、posedcomponentsishighlycorrosive.Theycanaccelerateagingspeedandcausereductionofinsulationstrength,whichwillfurtherjeopardizethesafetyoftheSF6insulatedequipment.Ontheotherhand,varianceregularityo