Комплексный тестер SF6: Руководство по комбинированной диагностике многопараметрических газов и идентификации внутренних неисправностей

Скрытая неисправность КРУЭ, заблокированная анализом газовых компонентов, несмотря на пройденное испытание напряжением

Во время приемосдаточных испытаний нового оборудования КРУЭ на определенной подстанции испытание напряжением прошло гладко, а рутинные проверки изоляции не выявили никаких аномалий. Однако на этапе газовых испытаний технические специалисты обнаружили, что уровни SO2 и H2S в одном газовом отсеке были значительно выше, чем в других отсеках, а также был обнаружен HF. Оборудование было немедленно приостановлено от ввода в эксплуатацию и вскрыто для осмотра, который в конечном итоге выявил следы частичного разряда, вызванные заусенцем при сборке внутри этого отсека. Если бы оборудование было введено в эксплуатацию только на основании результатов испытания напряжением, этот низкоэнергетический скрытый разряд медленно развивался бы во время эксплуатации и мог привести к крупной аварии.

Этот случай раскрывает ключевое понимание испытаний оборудования SF6: испытание напряжением проверяет, может ли оборудование в настоящее время выдерживать напряжение, тогда как анализ газовых компонентов регистрирует, что произошло и происходит внутри оборудования. Читая газ, можно прочитать истинное внутреннее состояние оборудования.

Почему одного параметра недостаточно: три параметра образуют «пакет проверки состояния газа оборудования SF6»

Испытание газа SF6 состоит из трех измерений, каждое из которых отвечает на разные вопросы и все они незаменимы:

Один прибор выполняет все три испытания при одном подключении. Это не только экономит газ SF6 и снижает рабочую нагрузку на месте, но, что более важно, гарантирует, что все три набора данных поступают из одного газового отсека в один и тот же момент времени, что делает возможной комбинированную диагностику.

Основы химии разложения SF6: откуда берутся характерные газы

Чистый SF6 химически чрезвычайно стабилен и инертен. Однако при возникновении дуги, искрения, частичного разряда или высокотемпературного перегрева внутри оборудования SF6 разлагается на SF4, SF2 и низшие фториды серы и фтора. Эти первичные продукты далее реагируют в присутствии следов влаги и кислорода, а также взаимодействуют с контактами, металлическими материалами и твердыми изоляционными материалами, образуя характерные компоненты, имеющие диагностическое значение:

SF4 и SOF2 реагируют с водой с образованием SO2 и HF; сера реагирует с кислородом с образованием SO2.

Реакции с материалами контактов/корпуса, такими как медь и алюминий, образуют порошки фторидов металлов (например, фторид меди, фторид алюминия).

Когда неисправность включает органическую твердую изоляцию, такую как эпоксидная смола и ПТФЭ, образуются CO, CO2 и CF4.

H2S часто появляется вместе с более значительными процессами разряда/дуги.

Тип, концентрация и соотношение продуктов разложения совместно «записывают» энергетический уровень неисправности, задействованные материалы и процесс ее развития. Низкоэнергетические частичные разряды/искровые разряды разлагаются в небольших количествах и накапливаются медленно, однако именно они легче всего пропускаются при рутинных испытаниях — именно на них сосредоточены испытания под напряжением.

Принципы трехпараметрического измерения

Влага: высокоточный импортный датчик влажности измеряет температуру точки росы газа и автоматически преобразует ее в содержание влаги (мкл/л, т.е. PPM); быстрая реакция и хорошая стабильность.

Чистота: датчик теплопроводности с температурной компенсацией измеряет объемную долю SF6 на основе разницы в теплопроводности между SF6 и фоновыми газами, такими как воздух.

Продукты разложения: электрохимические датчики, импортированные из Европы, обнаруживают SO2, H2S, CO и HF отдельно, с пределом обнаружения до 0,1 ppm (CO при 1 ppm).

Прибор оснащен автоматической калибровкой нуля зонда, которая автоматически устраняет системные ошибки, вызванные дрейфом нуля, обеспечивая точность измерений каждый раз.

Матрица технических параметров и возможностей диагностики

Комплексный тестер SF6, портативная конструкция с ручкой, 7-дюймовый сенсорный экран; на панели расположены вход газа, регулирующий клапан и выключатель питания.

Чистота SF6 (метод теплопроводности)

Влага (точка росы / содержание влаги)

Продукты разложения (электрохимические)

Прибор и окружающая среда

Семиступенчатая процедура комбинированной диагностики

Подключение на месте: подсоедините резьбовой конец измерительной трубки к разъему переключателя оборудования и затяните гаечным ключом; закройте регулирующий клапан расхода на панели устройства; подсоедините один конец быстроразъемного соединения к входу детектора продуктов разложения и подсоедините выхлопную трубку к выходу.

Автокалибровка при включении: включите питание; прибор инициализируется и автоматически калибрует нулевую точку; проверьте индикатор батареи в правом верхнем углу и зарядите, если батарея разряжена (измерение можно проводить во время зарядки).

Измерение точки росы / содержания влаги: сначала откройте игольчатый клапан измерительной трубки, затем используйте клапан расхода на панели для регулировки расхода примерно до 0,5 SLM; первое измерение занимает 5-10 минут из-за остаточного воздуха в трубке, в то время как последующие измерения на оборудовании занимают 3-5 минут.

Измерение чистоты: отрегулируйте расход примерно до 0,2 SLM и считайте процент SF6.

Измерение продуктов разложения: при расходе около 0,2 SLM считайте SO2, H2S, CO и HF; когда концентрации аномально превышают предел, рекомендуется провести двойное измерение для подтверждения.

Комбинированная интерпретация: объедините три параметра, температуру и влажность окружающей среды, а также историческую базовую линию оборудования, сравните с таблицей режимов неисправностей для комплексного суждения и решите, следует ли отслеживать, повторно тестировать или вскрывать оборудование для осмотра.

Сохранение, архивирование и завершение: введите номер теста для сохранения данных (можно распечатать); после тестирования сначала закройте игольчатый клапан, затем последовательно отсоедините трубку от оборудования и прибора; после измерения оборудования с высокой концентрацией очистите трубку чистым азотом/воздухом; выключите прибор после завершения всех работ.

Характерные газы и идентификация режимов неисправностей