基于电化学传感器的SF6分解气体检测技术研究.pdf

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1、第３７卷第９期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ９２０１６年９月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｅｐ．２０１６基于电化学传感器的ＳＦ分解气体检测技术研究６１２２２２周艺环，叶日新，董明，任明，张乔根（１．国网陕西省电力公司电力科学研究院西安７１０１００；２．西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安７１００４９）摘要：ＳＦ６气体绝缘类电力设备具有体积小、结构紧凑、绝缘性能稳定、运行可靠等优点，被广泛应用于特高压和超高压电力系统中。当电力设备内部发生绝缘故

2、障时，绝缘气体ＳＦ６由于局部放电及局部过热发生分解反应，最终生成数种稳定ＳＦ６分解气体，通过对这些分解气体组分进行定量检测和分析，可反演出设备内的故障或安全隐患。通过搭建电化学传感器响应特性的测试平台，在气体检测罐中模拟ＳＦ６分解气体并进行检测，得到了ＣＯ、ＳＯ２和Ｈ２Ｓ气体电化学传感器的响应特性。实验结果显示出ＣＯ传感器有负的温度特性，ＳＯ２和Ｈ２Ｓ电化学传感器具有正的温度特性，并采用二次曲线拟合确定了传感器的温度补偿曲线；同时还发现ＣＯ、ＳＯ２和Ｈ２Ｓ气体传感器均具有良好的线性特性，但ＳＯ２传

3、感器会对Ｈ２Ｓ气体做出响应，通过采用交叉干扰计算，建立传感器信号矩阵算法保证了测量结果的准确度。最后，通过运用多组分混合气体验证了传感器信号矩阵算法具有很高的可靠性和准确度。关键词：ＳＦ６分解气体；电化学传感器；响应特性；温度补偿；信号矩阵算法中图分类号：ＴＭ８５５ＴＨ８３２ＴＰ２１２文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４７０．４０ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳＦ６ｇａｓｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓ１２２２２ＺｈｏｕＹｉ

4、ｈｕａｎ，ＹｅＲｉｘｉｎ，ＤｏｎｇＭｉｎｇ，ＲｅｎＭｉｎｇ，ＺｈａｎｇＱｉａｏｇｅｎ（１．ＳｈａｎｎｘｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ，Ｘｉ′ａｎ７１０１００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｎｓｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＰｏｗｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｘｉ′ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳＦ６ｇａｓｉｎｓ

5、ｕｌａｔｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅａｎｄｅｘｔｒａｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｕｌｄｇｅｎｅｒａｔｅｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎｄｌｏｃａｌｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｆａｕｌｔｓ，ｗｈｉｃｈｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｕｌｔｓｉｎＳＦ６ｇａｓｄｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇａｎｄｆｉｎａｌｌｙｇｅｎｅｒａｔｅｓｅ

6、ｖｅｒａｌｋｉｎｄｓｏｆＳＦ６ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ．ＴｈｅＳＦ６ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｃａｎｂｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｒｅｌｅｖａｎｔｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｇａｓｓｅｎｓｏｒｓ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓｔｏｄｅｄｕｃｉｎｇｉｎｔｅｒｎａｌｆａｕｌｔｓｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ａｔｅｓｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．

7、ＢｙｃｏｎｆｉｇｕｒｉｎｇａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｎｇＳＦ６ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔａｎｋ，ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣＯ，ＳＯ２ａｎｄＨ２Ｓｓｅｎｓｏｒｓａｒｅａｃｈｉｅｖｅｄ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＣＯｓｅｎｓｏｒｈａｓａｎｅｇａｔｉｖｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ＳＯ２ａｎｄＨ２Ｓｓｅｎｓｏｒｓｈａｖｅａｐｏｓｉｔｉｖｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅ

8、ｒｉｓｔｉｃ，ａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓａｒｅｆｉｔｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｑｕａｄｒａｔｉｃｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ａｌｌｓｅｎｓｏｒｓｅｘｈｉｂｉｔａｇｏｏｄｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ，ｂｕｔＳＯ２ｓｅｎｏｒａｌｓｏｈａｓａｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏＨ２Ｓｇａｓ．Ｔｈｅｓｅｎｓｏｒｄａｔａｍａｔｒｉｘｉｓｕｓｅｄｔｏｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｔｈｅｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏ