六氟化铀

六氟化铀（精选9篇）

六氟化铀 篇1

0 引言

因SF6具有稳定性, 所以在相关程序中, 该电器设备在生产运转中, SF6气体向外泄漏往往不可避免;由于电器设备受潮到高压电器设备内部, 会使电器内气体密度下降, 同时由于水含量超过规定的阀值, 给电器设备造成安全隐患。常见的危害主要体现为:SF6气体是一种温室气体, 它的暖化系数 (GWP) 为CO2的24倍, 在国际环境保护京都会议上该气体明确表示为限制排放气体;由于电器设备发生气体泄漏, 导致SF6密度降低, 影响了电气绝缘耐压强度明显下降;当SF6挥发过程中气体遇到电弧放电, 会分解为剧毒性气体, 严重威胁人体健康。因此研究开发SF6智能在线监测系统对于高压电设备安全具有重要意义。

1 六氟化硫在线检测系统设计

1.1 系统功能

在线检测:对六氟化硫的湿度和压力值进行实时精确检测是实现系统功能的重要手段, 传感器的运行状况必须保持稳定和可靠, 因此在线检测需具备本地显示功能, 同时具备故障的自诊断。通过现实值、历史数据及阀值通过模糊数据处理实时体现传感器的实际状态, 即正常工作状态、断线状态或短路状态, 并通过神经网络的学习训练达到自动修复的效果。在中控室, 根据现场数据按实际需要生成数据库, 便于分析处理和备份, 通过分析浓度变化趋势, 实现预警、越限报警、越限历史事故追忆功能和自动记录打印。

远程交换:从现场通过压力变送器和温度变送器采集的数据, 经过远程交换, 实时通信到控制中心。中控室的电子地图可以完整显示系统的运行状态。

显示功能:根据生产实际, 整个系统运行可以通过本地LED或工作站屏幕配置显示功能。岗位操作员和管理人员都能及时了解工作状态。

网络通信:整个系统采取客户/服务器模式进行设计。这样经授权的管理者和岗位操作人员能在企业内部网络的站点查看各个检测位置的监测信息, 根据实际需要, 实现远端对监测点参数值进行逐点修改甚至统一修改。

1.2 采集站单元设计

数据采集控制站采用华硕工控作为采集站CPU控制各个单元, 使用24位的AD转换和16位LED数码管显示采集站检测点的当前气体浓度值。

1.3 系统特点

1.3.1 先进的CAN总线技术

本系统采用控制器局域网络通信控制器和CAN总线技术, 比传统的通信方式具有很好的优越性:

温度和压力变送器与现场数据采集站只需一条一条双绞线和一条电源线 (24V) 连接, 减少了布线, 使工作现场的工作环境简单明了, 在不需要改变总线的情况下, 系统扩展十分强大灵活, 随时挂接检测和控制模块而且安装、调试、维护也非常方便。为保证数据传输的准确和抗干扰能力, 系统采用多主通讯方式, 这种通讯方式的优势节点与节点之间都可以任意主动发送数据和消息, 没有主从之分, 不需要分配地址, 任一节点故障不会导致系统瘫痪。

1.3.2 分布式系统功能设计

系统采用分布式系统, 每个系统单元独立工作, 但与其它单元构成网络联机, 单一单元故障不会影响整个系统的运行, 也不构成对其它单元运行威胁。当控制系统本身故障即中央控制系统或单元联机的计算机或网络通信出现故障, 单元依然执行自己的工作任务。岗位操作人员和管理人员一样可以通过单元的显示功能维持生产的正常运转, 确保生产任务的完成。

本系统对六氟化硫压力采用冗余压力检测, 以2选2的方式作为判据, 避免误动作。同时系统特别注意解决对报警事件的漏报和误报的问题, 因为漏报导致事故发生, 误报事件则影响生产、麻痹操作人员, 两者都是不允许发生的。只有在软、硬件设计上, 在采样、通信各个环节以及整个系统设计上增强抗干扰综合能力, 提高系统可靠性, 才能有效地防止漏报和误报。

1.3.3 高抗干扰软硬件设计

虽然CAN总线这一通信结构自身的抗干扰能力很强。在进行系统软件设计时, 通信校验和纠错功能是必须考虑的, 以确保系统的可靠性。

2 SF6在线检测系统软件实现

2.1 软件设计

图2为SF6智能检测系统流程图, 远程交换程序通过华硕工控机的串行接口传输从CAN总线主控站上传的数据, 数据经过处理以后到台数据库;数字通信程序随操作系统运行后启动, 系统自动检测远程通信系统与数字通信系统2个通信程序的启动状态。本地电子地图和远程电子地图以及语音报警系统从数据库中获取数据, 实现显示和报警功能。

2.2 远程通信

远程通信完成的任务主要有:

(1) 数据采集与接收。

通过华硕工控机的串行口收集从主控站上传的数据, 对数据进行处理后交后台数据库 (Microsoft SQL Server) 。

(2) 下传参数。

当系统上位机发生参数变化, 如监测点数量发生改变, 程序把系统参数自动下传, 以保持现场监测点数量与位置与通信程序需显示的监测点数量和位置一致。

(3) 预报警值设定。

在系统调试, 把系统预警值和报警值的设定是保持整个系统功能实现以及生产正常运行的关键, 因此在进行系统测试时, 通过传送预报警值给CAN通信, 以备主控站备用。

(4) 历史数据查询。

当系统运行不正常或需要进行数据分析处理时, 通过设计查询条件, 对不同时间、采集单元和传感器的历史数据进行查询。

3 SF6智能监测原理

3.1 SF6物理化学性质

化学品中文名称:六氟化硫化学品;

英文名称:sulfur hexafluoride;

分子结构:S原子以sp3d2杂化轨道成键, 分子为正八面体形分子;

主要成分:纯品;

外观与性状:无色无臭气体;

熔点 (℃) :-51;

相对密度 (水=1) :1.67 (-100℃) ;

相对蒸气密度 (空气=1) :5.11;

临界温度 (℃) :45.6;

临界压力 (MPa) :3.37;

辛醇/水分配系数的对数值:无资料;

溶解性:微溶于水、乙醇、乙醚;

主要用途:用作电子设备和雷达波导的气体绝缘体。

3.2 智能设备简介

由于SF6比空气重, 为达到排风效果, 根据安全规程的要求, 排风机应安装在控制柜下方。当控制室内SF6气体浓度达到1000uL/L或氧气含量低于18%时, 风机自动启动, 设定排风时间如30分钟。当设定时间结束后风机停止运行, 如果气体浓度不符合要求, 风机再次自动直到满足要求。排风机配置与控制室的空间大小有关, 不宜少于2台。排风机具有手动功能, 以满足不同工况的需要。

3.3 BP智能神经网络

3.3.1 网络结构

BP网络一般而言有三层结构, 即输入层、隐含层和输出层。BP网络结构示意图 (图3) 从左到右依次为输入层、隐含层、输出层。

(1) 输入层和输出层。

泄露监测中关键的影响因素是湿度和压力, 这两项可以作为输入层的节点, 通过这两因素来预测泄露的危险度;输出层节点为是否存在超标泄露, 是否人工干预。

(2) 隐含层结构。

隐含层结构包括隐含层层数确定与隐含层节点单元数确定。如果隐含层层数取为一层, 网络运算速度和预测精度就会高。隐含层节点数的多少关系到整个网络的性能。节点数太少, 则网络所能获取的用以解决问题的信息太少;是隐含层节点过多还可能出现所谓“过渡吻合”问题。

所用隐含层节点数经验公式为:

undefined

式中:n为输入层节点个数, m为输出层节点个数, a为常数, 取值范围为1～10。

通过测试, SF6气体泄漏报警模型结构设定为三层的2—6—2结构。

3.3.2 BP网络学习算法步骤

(1) 归一化和变量设置。

为克服不同输入变量参数之间的数量级差异, 提高网络权重和阈值因输入数值变化的灵敏度, 样本数据归一化处理非常必要, 把样本数据整合到[0, 1]这个区间中来, 训练结束后再将输出结果反归一化映射到原数据范围内。

设样本变量为样本矩阵, 表示第i个样本的第j个影响因素。

Xq (m) 表示样本有q个, 影响因素有n个, 输入层节点为n个;

为实际输出矩阵, 输出层节点有n个。

(2) 确定网络初始值。

从总体来看, 权值是随着训练的进行而更新的, 并且一般是收敛的。输入层与隐含层之间、隐含层与输出层之间第j次迭代的权值分别为wki、wik。输入层与隐含层之间、隐含层与输出层之间第j次迭代的阈值分别vki、vjk。训练过程中, 计算机会对这四个变量进行调整。在学习过程中, 较大的学习速率会使网络不稳定, 过小会导致较长的训练时间, 一般取值在 (0.1, 0.8) 之间, 本文取为0.6。

(3) BP网络算法的向前计算。

即正向传播, 过程为:输入层→隐含层→输出层;正向传播的隐含层的传递函数为f1, 输出层的传递函数为f2。

则隐含层节点的输出为 (将阈值写入求和项中) :

undefined

输出层节点的输出为:

undefined

(x) tansig (x) ∈[-1, 1]。传递函数f1、f2连续可微、单调递增。

此时, BP网络就完成了m维空间向量对n维空间的近似映射。

(4) 反馈。

当输出值与目标函数有误差时, 数据会按照原路线相反的方向传递, 同时对各层之间的权值和阀值进行修正, 最终得到一个最小的误差。由输出值与实际值计算均方误差, 样本全局误差为:

undefined

4 结论

智能排风系统是本设计中的突出特点, 可以有效地避免在非工作时间内, 或人为疏忽所造成的事故。但其准确性是随着训练样本的增大而提高的, 只能大幅度提高非其系统的可靠性, 但受种种条件制约, 样本容量有限, 智能系统的可靠性有限, 还不能完全替代人工判断。应该以手动和智能双重机制来控制相关设备。

摘要：为预防变压器六氟化硫泄露, 在此开发智能六氟化硫在线监测报警系统。该系统较好地实现在线检测、远程通信和网络功能, 并可智能判断风机开启时间和风量控制, 发现危险, 智能降低危险更好地确保电器运行的安全。

关键词：六氟化硫,在线检测,智能,BP神经网络

参考文献

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[5]刘祖德, 赵云胜.矿井通风机实时监测与故障诊断系统研究[J].矿山机械, 2007, 35 (6) :71-73.

[6]Nussbaum.M.A.Fundamentals of Articial Neural Network[J].Journal of Biomechanics, 1994, 29 (9) .

[7]Chen, J C, Seidel.Cost optimization of nanofiltration with fouling by natural organic matter[J].Journal Environ.Eng., 202, 12 (8) :967-973.

六氟化铀 篇2

阀切换技术在大气样品中六氟化硫快速分析中的应用

建立了双柱阀切换技术分析大气样品中的SF6含量的气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)检测方法.采用规格为3.2 mm×1 m的.5A分子筛(40～60目)柱为预柱,规格为3.2 mm×0.5 m的5A分子筛(60～80目)柱为分析柱.在所用实验条件下,平均峰高响应为1.08×10-14 mL/μV,SF6单位体积进样量的色谱峰高的相对标准偏差为2.2%,SF6的最低检测限为6.03×10-13 mL(3倍基线噪声).采用该方法分析大气中SF6的含量,样品分析时间为1.2 min,于12 min内完成11个空气样品的分析,SF6含量的相对标准偏差2.1%.

作 者：羊衍秋 何玉晖 田杰 姜涛 YANG Yanqiu HE Yuhui TIAN Jie JIANG Tao  作者单位：中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川,绵阳,621900 刊 名：色谱  ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY 年，卷(期)： 25(4) 分类号：O658 关键词：气相色谱(gas chromatography,GC)   六氟化硫(SF6)   大气样品(atmospheric sample)  

六氟化铀 篇3

关键词：六氟化硫断路器；设备检修；缺陷处理；巡视检查；检测手段

中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）27-0117-02

1 引 言

随着我国国民经济的迅猛发展，人民生活水平得到了很大程度的提高，我们国家已经向小康社会迈出了坚实的一步。国民经济的高速发展离不开电力工业的发展，所以电力的供需矛盾也日益显得突出，尤其是电力的持续可靠供应，对工厂、企事业单位及各行各业来说更为重要。因此选用新型式、高可靠性、少维护或免维护的开关设备，是今后电力系统发展的必然方向。

2 某供电局电网介绍

2.1 某供电局电网概况

某供电局电网目前管辖3座220 kV变电站，18座110 kV变电站，在变电站中已经投产部分国内某公司公司生产的LW10B-252支柱式六氟化硫断路器，目前运行情况良好。

2.2 LW10B-252断路器简介

LW10B-252支柱式六氟化硫断路器是国内某公司公司，在LW6B-252型产品的基础上开发研制的新产品，每相配用一台该公司自行开发研制的B型液压操动机构。该液压机构阀系统采用集成块式的结构，体积小并放置在油箱中，既保持了液压机构动作快、特性稳定、低噪音、低磨损、高可靠性等特点，又减少了液压机构的外部渗漏，而且断路器本体直接安装在机构箱顶部，简化了机械连接和气路连接，进一步提高了整体的可靠性，同时也减少了占地面积，断路器可进行单相操作或三相电气联动操作。

另外，LW10B-252断路器还可选用ABB公司生产的HMB-4.3型液压弹簧操动机构，以及由平高公司自行研制并整合了ABB公司阀系统的CYT-40或50型液压操动机构。

该产品的设计吸取了国内外各型断路器的优点，具有开断能力强，绝缘性能高，检修周期长，维护量少等诸多特点，是电力系统电网改造优先考虑的换代产品，而且该产品为每极单柱单断口，断口无需均压电容器，这样也减少了用户备品备件的储备成本。

LW10B-252断路器配用的国产B型液压操动机构，较原来LW6B-252断路器配用的液压机构在结构上没有很大的改动，因此在运行、维护和检修方面可以互相借鉴参考。

3 断路器的运行、检修与维护

3.1 断路器的日常巡视、检查

此断路器在我所运行已有一年多的时间，总体来说，运行还是比较稳定的。我们的做法就是加强日常巡视检查，发现缺陷及时报告、及时处理。因为所有设备投入运行后，都遵循着浴盆曲线，即刚投入运行时在浴盆的左上沿，是事故、异常的多发阶段；运行一段时间后随着设备的磨合逐渐趋于稳定，以及运行、检修经验的逐步积累，故障率逐渐降低，处于浴盆的底部，而且可以稳定很长一段时间；处于老年期的设备又上升到浴盆的右上沿，故障及缺陷率开始回升。

我们对此断路器的重点检查项目包括：液压机构额定压力每天检查与记录，SF6额定压力的每天检查与记录，油泵启动次数每天检查与记录，入冬前对全部加热回路进行一次全面检查，整个冬季对液压机构加热电流的定期检查，液压机构内部渗漏油的检查。

因为东北地区的冬季寒冷而且漫长，虽然此机构是保温型设计，箱壁装有保温材料，但是在最寒冷的季节，机构箱内部温度仍达不到理想的设计温度，这样就加重加了热器的工作强度，加热器及温控器便会频繁启动、停止，极容易损坏。如果没有有效的监测手段，加热器损坏后会直接影响机构内部密封胶圈的密封性能，容易产生泄压使油泵频繁启动，严重时甚至在极短的时间内泄压到零压，使断路器控制回路闭锁，影响安全运行；而且温度过低也会影响液压油的运动黏度，使断路器动作速度变慢，有效遮断容量将会降低。

3.2 断路器的检修及缺陷消除

针对常规检修，我们查阅了有限的资料，精心编制了春检标准化作业指导书，同时制作了断路器检修常用技术参数表，结合液压机构原理图，粘贴在液压机构箱内部，为检修人员的检修作业提供参考。下一步设想是将少油断路器液压机构的检修经验运用到此断路器中，因为CY3、CY5液压机构的运行、检修经验已十分丰富，经多年运行已经总结出一整套的运行、检修及缺陷处理方法，而且我们已经将其零部件绘制成图，将各部位所使用的钢球、密封胶圈及其他零部件的规格、型号、图号直接画在结构图上，制作成小册子发到每一名检修人员手中，并经过多年的培训、技术竞赛，使技术精英们已经达到熟悉每一个胶垫的规格及使用部位的程度。

3.3 备品备件的储备与保管

备品备件的合理储备也是设备安全运行的必备条件，如果一旦出现问题而找不到合适的备品，哪怕是很小的一个胶垫、钢球，都将会影响开关的继续运行。所以，备品的科学化管理已逐渐成为现代企业争创一流管理的重要指标。所谓科学化管理，有这样几点：

①备品备件的规格、型号及使用部位应明确，并且须保证正确。可以采用图或表的方式，将各部位所用零件的规格、型号直接画在结构图上或填写在表格上，使检修人员能尽快而且准确的找到所需备件，尽量缩短检修时间并保证检修质量，而且对于备件的合理储备也具有一定的意义。

②备品备件的数量不必追求多而全，那样会造成一定的浪费，应该与生产厂家协商沟通，多了解其产品的特点，明确哪些部件经常损坏，哪些部件不易损坏，作为备品备件储备的依据。订购一些易损部件和一些部件的装配是必须的。可以把部件装配检修调整好后保管起来，如果遇到问题就可以及时更换整个装配。比如液压机构内的油泵、储压筒、工作缸等装配。

③备品备件的保管应采取科学合理的方法，如果保管不当也会造成一些损失，轻者造成浪费，重则设备出现问题后不能及时更换，会造成很大的影响。对于胶垫来说可以放在密封良好的塑料袋中保管，避免接触腐蚀性的环境和阳光直射，然后用塑料盒盛装，外部标明规格型号、数量、订购日期等，一般的保管期限是2～3年左右，超过期限的应重新订购。对于经常运行在液压油中的液压机构零件，应保管在合格的液压油中，防止锈蚀而损坏。比如油泵就可以充满液压油后，将进出油口堵住进行保存，可以保存很长时间。

④备品备件的订购，必须保证质量，如果质量得不到有效保证，将会造成严重的后果，所以要求订购单位必须订购原厂备件，不得有丝毫马虎。备件到货后，用户要进行严格的验收，不合格的应要求调换或淘汰，坚决不能用在设备上。

⑤备品备件的定期检查维护，是使备品备件经常处于良好状态、随时可用的有力保证。阶段性的核对数量与订购日期，及时淘汰超期的备品备件；因检修换下来的备品备件装配，要及时安排技术水平较高的检修人员进行修理，为下一次备品备件的更换做好准备。

4 对于此断路器不足之处的看法

任何技术、任何设备从设计到运用，总是在不断的进行改进，力求完美，所以我们的社会才会不断的进步。电力设备也不例外，即使从国外引进的技术，甚至直接引进的设备，也不一定适合我们的国情及使用习惯。下面就此谈一下笔者个人的观点，仅供参考。

4.1 机构加热回路的监测手段有待于完善

如上所述断路器液压机构在冬季运行时离不开加热回路的可靠工作，监测手段不完善而单纯依赖人的巡视检查很难免出现问题，简单的电气监测回路可有效避免此类问题的发生，下面介绍一种温控监视回路，在一定程度内可有效解决此问题。

新加设备：WJ——温控器（可调范围±30 ℃，整定值：稍低于S的整定值）；LJ——电流继电器（整定值：3.5 A 左右，适用于1 000 W加热器）。

可见，加装此加热监视回路后，可对原来机构的加热温控器、加热器及加热器电源开关等的工作情况进行监视，其中任何一个元件出现问题都可进行监视、报警，增强了加热回路的可靠性，可不必定期测量加热器电流，可以减少运行人员的劳动强度，同时也可减少因人为失误造成的损失。另外，靠近前门的加热器与机构箱保温材料距离过近，而且保温材料并不防火，运行一段时间后容易出现烧焦的痕迹，为防止发生火灾，我们购买了石棉板裁成小块，放置到加热器后面与保温材料隔绝，起到了防火的作用。

4.2 机构氮气泄露的监测手段有待完善

我们比较熟悉的CY3、CY5等液压机构是采用定容、定压式的储能方式。所谓定容定压就是在储压筒上部预先储存规定的氮气压力，然后通过油泵将液压油打进储压筒下部进一步压缩氮气，压缩液压油的容积实际上就是氮气作用下的压力，其油压控制是利用储压筒活塞带动下部的活塞杆，随压力的高低而上下移动，再带动微动开关实现油泵起停、油压闭锁等功能的。一旦出现氮气泄露，储压筒活塞两侧的压力也是平衡的，因为油压来自于气压，活塞保持不动，油泵电机不会启动打压。液压回路压力的降低可以直接从压力表上反映出来，漏气严重时压力表接点会发出“压力异常”报警信号，容易被运行人员及时发现。而LW10B-252断路器配用的B型液压机构也是依靠氮气进行储能的，其基本原理也是如此，只不过结构上有所区别，可一旦出现氮气泄露，运行中不容易被监视到，将会造成动作速度变慢，达不到额定的短路开断容量，而且凡是采用氮气储能的液压机构，都是有可能出现漏气的。

5 结 语

LW10B系列六氟化硫断路器在原理、结构和生产工艺上都是比较先进的，在国内同行业处于领先地位，是取代进口设备的理想产品，有利的支援了我国电力系统设备更新和改造建设。但是此断路器在我们所运行仅一年多的时间，不能说总结出的是经验，只是在实践中逐步摸索出的一些方法；在以后的运行管理中，将继续探索出更多的经验和方法。

参考文献：

[1] 冯建勤，冯巧玲.电气工程基础[M].北京：中国电力出版社，2010.

六氟化硫高压电器触头的发展趋势 篇4

为满足电力需求, 实现能源优化配置, 我国电力工业已步入大容量、远距离、交直流并网和超、特高压电网联合的阶段, 到2020年电网建设的目标锁定在750 k V交流、1 000 k V交流和±800 k V直流的超、特高压输变电系统并形成跨区域互联电网。这一目标对于保护电力系统安全运行的关键设备——六氟化硫 (SF6) 高压电器的安全可靠性、可控性、使用寿命等综合性能提出更高要求。

触头作为SF6高压电器的重要部件, 不仅承担关合、承载及开断负载电流和故障电流的任务, 而且能够承受短路时引起的热效应和电动力作用, 对SF6高压电器的可靠运行起到决定性作用。

因此文中通过介绍SF6高压电器触头的应用现状, 对常用触头进行对比分析, 预测触头的发展趋势, 为触头的优化设计和合理选择提出新思路。

1 SF6高压电器触头的应用现状

SF6高压电器包括断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、母线等种类。由于工作任务不同, 各种SF6高压电器选用的触头型式各异。下面以断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关及母线为例, 介绍我国SF6高压电器触头的应用现状。

断路器负责关合、承载、开断运行回路的正常电流, 及在规定时间内关合、承载、开断规定的过载电流 (包括短路电流) , 其主触头普遍应用梅花触头或自力型触头, 而弧触头普遍应用自力型铜钨合金整体触头。

隔离开关负责在分位置时, 触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志;在合位置时, 承载正常回路条件下的电流及在规定时间内的异常条件 (例如短路) 下的电流, 能开合母线充电电流、母线转换电流及感性电流, 其主触头普遍应用梅花触头或弹簧触头, 中间触头应用表带触头或弹簧触头。

接地开关负责将主回路接地, 在异常条件 (例如短路) 下, 可在规定时间内, 承载规定的异常电流;但在正常回路条件下, 不要求承载电流, 其主触头普遍应用梅花触头, 中间触头应用表带触头或弹簧触头。但快速接地开关还要开合架空线的电磁感应电流和静电感应电流, 并具有关合短路电流的能力, 故其弧触头普遍应用自力型铜钨合金整体触头。

母线负责承载正常回路条件下的电流及在规定时间内的异常条件 (例如短路) 下的电流, 其连接触头普遍应用表带触头或弹簧触头。

由此可见, 在我国现阶段技术条件下, SF6高压电器中自力型触头与梅花触头之间、弹簧触头与表带触头之间形成竞争格局, 应用哪种触头更能满足SF6高压电器不断提升的性能及触头的发展趋势正是本文探讨的主要问题。

2 SF6高压电器触头的对比分析

2.1 自力型触头与梅花触头的对比分析

1) 结构型式对比。自力型触头省掉了梅花触头结构中的触指弹簧、限位卡圈及其附属零件等, 其结构简单, 零件数少, 排除了弹簧力的分散性, 可靠性相对提高。自力型触头的外形曲率半径较大, 有助于缓和触头间隙的电场, 无需屏蔽罩, 散热环境好, 通流能力强。

2) 工作方式对比。自力型触头是依靠合闸后触指变形, 由材料自身在高弹性变形时产生的弯曲应力提供可靠的接触压力, 其变形量不能超出材料的许用弯曲应力, 否则会减小触头的接触压力, 甚至破坏触头的电连接作用。梅花触头采用弹簧提供触指和触头之间的接触压力, 弹簧的存在使触头配合结构较为复杂, 触指自洁能力差, 同时长期使用后弹簧失去弹性, 致使接触压力不足, 接触电阻增大, 造成导电回路过热等故障。

3) 选用材质对比。自力型触头对材料的电导率和抗弯强度及加工工艺要求较高, 通常材料选用铬青铜。梅花触头的触片一般采用紫铜制作, 为保证触指具有一定的强度和刚度, 通常制作触指的紫铜板厚度较大, 浪费铜材。

4) 应用范围对比。目前, 自力型触头采用整体烧结熔渗工艺, 使铬青铜本体与头部的铜钨合金熔为整体触头。由于铬青铜本体的高弹性及优良的传导性能, 结合铜钨合金含氧量低, 优良的静态物理机械性能, 优良的抗电弧性能, 使其在开断或关合短路电流过程中不会产生大量低熔点金属蒸气, 触头之间的介质强度能迅速恢复, 并保持不变形、不熔焊、弹性良好、耐电蚀性良好等优势, 而被广泛用作断路器的弧触头。梅花触头因为弹簧的存在, 没有耐电弧的能力, 而不能用作弧触头。

总之, 梅花触头与自力型触头对比, 结构复杂, 安装繁琐, 成本较高, 应用范围较小。从长远角度分析, SF6高压电器中主触头推广应用自力型触头是发展趋势, 而弧触头应用自力型铜钨合金整体触头将会占据主导地位。

2.2 弹簧触头与表带触头的对比分析

1) 结构型式对比。弹簧触头由弹性及导电性较好的铍青铜丝绕成圆柱形螺旋弹簧状, 弯成一圆圈置于动、静两导电元件之间。表带触头由铍青铜经冲压卷曲、硬化、电镀而成, 它的每一条横条都因为其弯曲的形状而具有弹性, 通过与沟槽配合提供接触压力, 实现电接触。表带触头与弹簧触头相比体积小、安装难度大, 拆卸时易损坏, 更适用于狭小的安装空间。由于两者的耐电弧能力差, 故仅应用于滑动触头和不具关合短路电流能力的触头。

2) 工作方式对比。弹簧触头在受到压缩时, 每个线圈将产生单独变形, 无论线圈的哪一部分产生变形, 整个弹簧都进行反应, 从而实现在每个接触点上的负载一致。弹簧触头工作范围宽余, 压缩变形量可达1~2.5 mm, 其相对稳定的弹力能减少触头温差, 可对大面积接触公差进行校正及表面不规则进行补偿, 从而有效解决电阻漂移问题。表带触头的压缩变形量只有0.45 mm, 燕尾槽和导电杆的加工公差对其接触电阻影响非常大, 而弹簧触头受加工公差的影响很小。

3) 加工要求对比。表带触头与弹簧触头对比, 其制造难度较高, 不仅对热处理工艺要求严格, 而且对燕尾槽和导电杆的机加工精度要求也较高。由于弹性操作空间较小, 触头轴向偏差较小, 对导电杆的同轴度要求较高。

总之, 弹簧触头与表带触头相比, 两者经济成本相近, 接触点多, 导电性能好, 电场分布均匀, 电动及热稳定性高, 但弹簧触头的制造及装配简单方便, 弹性操作空间大, 工作变形范围较大而接触压力基本恒定, 且磨损小, 使用寿命长, 开槽尺寸简单易加工, 更适宜批量生产, 但为加强制造质量控制水平, 必须实施标准化设计。

3 SF6高压电器触头的发展趋势

从SF6高压电器触头的结构型式分析, 结构简单、可靠性高、寿命长、经济实用的触头型式仍会长期继承下去, 其中自力型触头和弹簧触头都将具有广阔的应用前景。

随着新材料和新工艺的研制开发, SF6高压电器触头的优化设计和合理选择将注入新技术, 例如颗粒增强铜基复合材料在制造工艺上与传统金属的制造工艺差别小、适应性强、成本低, 性能上具有良好的导电性、导热性、弹性和韧性, 良好的加工性能、焊接性能及高强度、高耐磨性等综合竞争力, 使其成为SF6高压电器触头最有发展前途的新材料之一;另外, 一种新型铜钨触头运用粉末冶金熔渗技术, 结合梯度成分设计原理, 可灵活设计触头不同部位的材料成分比例, 使其内部组成和结构呈梯度变化, 以满足触头各部位对实际使用性能的不同要求。该新型铜钨触头较传统工艺生产的铜钨触头, 其电导率、热导率、结合强度、可靠性和使用寿命等整体性能均最优化, 同时减少贵金属钨的消耗, 降低生产成本, 使其成为最有可能替代SF6高压电器的传统铜钨系触头。

六氟化硫微水检测装置研究 篇5

SF6气体具有优异的灭弧和绝缘性能, 目前还没有一种介质能与之媲美。在高压、超高压及特高压领域, 几乎成为断路器唯一的绝缘和灭弧介质。

SF6气体中水分的存在会影响其灭弧和绝缘性能, 并使其受电弧分解时生成大量的氟化物, 威胁人体健康;纯SF6气体无腐蚀, 但其分解物遇水后会变成腐蚀性强的电解质, 会对设备内部某些材料造成损害;在低温运行时SF6极易结露, 引起SF6断路器的事故。因此, 应定期监测运行中SF6断路器的含水量。

湿度测量应在气室的湿度稳定后进行, 一般在充气24h后进行。可使用SF6微水测量仪测试。对于SF6气体中水分含量的要求是:灭弧室内SF6气体含水量的体积分数, 在交接验收或大修后不能超过150ppm, 运行时不能超过300ppm;其他气室中SF6气体含水量的体积分数, 在大修后不能超过250ppm, 交接验收或运行中不能超过500ppm。

1 微量水测量方法

微量水测量方法常见的有重量法、电解法、露点法、阻容法、压电石英振荡法、吸附量热法和气相色谱法。其中, 重量法是国际电工委员会 (IEC) 推荐的仲裁方法, 而电解法和露点法为其推荐的日常测量方法。

1.1 露点法

露点仪是能直接测出露点温度的仪器。使一个镜面处在样品湿空气中降温, 直到镜面上隐现露滴的瞬间, 在这个温度下空气中的水汽达到了饱和, 冷表面附着的水膜和空气中的水份处于动态平衡。准确测出此时镜面平均温度, 即为露点温度。

露点仪测湿精度高, 但需光洁度很高的镜面, 精度很高的温控系统, 以及灵敏度很高的露滴的光学探测系统。使用时必须使吸入样本空气的管道保持清洁, 否则管道内的杂质将吸收或放出水分造成测量误差。

1.1.1 镜面污染对露点测量的影响

在露点测量中, 镜面污染产生的影响主要体现在两个方面:一是拉乌尔效应, 二是改变镜面本底放射水平。

拉乌尔效应是由水溶性物质造成的, 如果被测气体中携带这种物质则镜面提前结露, 使测量结果产生正偏;若污染物是不溶于水的微粒, 如灰尘等, 则会增加本底散射水平, 从而使露点仪产生零漂。此外, 一些沸点比水低的容易冷凝的物质蒸气, 对露点测量也将产生干扰。

1.1.2 测量条件的选择

1) 样气流速控制。被测气体温度通常都是室温, 当气流通过露点室时必然要影响体系的传热和传质过程。当其它条件固定时, 加大流速将有利于气流和镜面之间的传质。特别是在进行低霜点测量时, 流速应适当提高, 以加快露层形成速度, 但流速不能太大, 否则会造成过热。这对制冷功率比较小的热电制冷露点仪尤为明显。流速太大还会导致露点室压力降低, 流速的改变将影响体系的热平衡。所以在露点测量中必须选择适当的流速, 流速的选择应视制冷方法和露点室的结构而定。一般的流速范围在0.4~0.7L/min。为了减小传热影响, 被测气体可在进入露点室之前进行预冷处理。

2) 镜面降温速度控制。对于自动光电露点仪, 其镜面降温速度是由设计决定的, 而对于手动露点仪则是操作中的问题。冷源的冷却点、测温点和镜面间的热传导有一个过程并存在一定的梯度, 热惯性将影响结露的过程和速度, 给测量结果带来误差, 这种情况又随使用的测温元件不同而异。例如铂电阻感温元件的测量点与镜面之间的温度梯度较大, 热传导速度较慢, 从而使测温和结露不能同步进行, 而且导致露层厚度无法控制。这对目视检露来说将产生负误差。

另外, 降温速度太快可能造成“过冷”。在一定条件下, 水汽达到饱和状态时, 液相仍然不出现, 或者水在零度以下时仍不结冰, 这种现象称为过饱和或“过冷”。这种现象往往是由于被测气体和镜面非常干净, 缺少足够数量的凝结核心引起的。过冷时间长短和露点温度有关, 我们可以重复加热和冷却镜面, 直到这种现象消除。

1.2 阻容法

阻容式湿度仪是利用湿敏元件的电阻或电容值随环境湿度变化的原理进行测量的, 具有准确度高、重复性好、漂移小等优点。

目前常用的湿敏元件有金属氧化物和高分子薄膜两种。如当选用Al2O3作为测试探头时, 湿度仪在Al2O3表面形成一层氧化膜, 在膜上沉积一薄层金属。这样, Al2O3和金属膜即构成一个电容器。使SF6气体与测试探头充分接触, 其中的水分被多孔性Al2O3吸附, 使电容器阻抗发生改变。其变化量与水蒸汽浓度有关, 因而可测量SF6气体中水分含量。

1.3 电解法

电解过程是在电解池中进行的。电解池装设Rh电极, 电极间涂一层干燥的P2O5薄膜, 两极间施加直流电压。若SF6气体中无水分, 则两极间无电流;若SF6气体中有水分, 通过电解池时, 水分被P2O5吸收, 电流流过薄膜, 水分被电解。电解水所需电量与薄膜吸收水分有关, 测量电解电流大小即可求得SF6气体中水分含量。

运用电解法进行现场测量时, 测量系统本身并不干燥, 测量结果不够准确。测量前必须用高纯氮气进行干燥。另外, 测试环境温度和湿度对测量结果也会产生影响, 而且该方法操作繁琐, 不适合现场测量。

1.4 重量法

重量法是将一定体积的待测SF6气体通过装有纯Mg (Cl O4) 2的U形管, 利用M g (Cl O4) 2强烈的吸湿性, 通过测管的增重来求得含水量。该方法可以用来校核其他方法, 是国际电工委员会推荐的仲裁方法。但操作过于复杂, 不适合现场测量。

2 结语

目前, 国际上采用的SF6气体微水检测方法很多, 其中以露点法最为常用。电解法对测试环境的要求较高, 准确度比露点法和阻容法低;重量法相对于其他方法是绝对有效的, 但只适合实验用, 不能用于现场测试。而红外吸收光谱法等其他方法都还处于试验阶段, 尚未大规模投入使用。

以上介绍的几种方法仅局限于离线检测, 为确保高压电力系统中电气设备和电网的安全、稳定、可靠运行, 还需开发出实时检测及在线监测系统, 在线准实时控制在实际应用中越来越成为电力系统稳定控制的重要发展方向。

参考文献

[1]李开勤.电气设备检修.中国电力出版社, 2011.

[2]王春宁.六氟化硫气体在线监测的研究.南京供电公司, 江苏南京.

六氟丙烷局部应用系统实例分析 篇6

1 不同级别油盘热释放量

根据通常要保护的设备情况,选取表1所示的油盘进行热释放量的试验,试验用燃料为正庚烷。

图1所示为试验数据得出油盘面积与热释放量的试验曲线。

由图1所示的试验结果可知,油盘面积与热释放量近似成正比关系,在实际工程设计过程中可通过计算所要保护设备液体燃烧物近似面积计算所需灭火剂用量。

2 电火花机

2.1 工作原理

电火花机常见的有成型加工类和线切割类。工作时,脉冲电源的两极分别连接在工具电极上和工件上,然后浸入火花机工作槽的工作液中,或将工作液喷洒其上。控制系统控制工具电极沿导轨向工件进给,当两电极间隙达到放电距离时,两电极间施加的脉冲电压将工作液击穿,产生火花放电,瞬时产生大量的热能,温度可高达10 000 ℃以上,工件表面接触部分的金属材料立刻熔化、汽化,达到蚀除。工作液又称电火花油,一般用煤油,或是煤油组分加氢后的产物,其共同的特点是:粘度低,闪点高,化学稳定性强,在加工过程中有利于冷却、排屑。

2.2 火灾成因

电火花油或煤油的闪点一般在70～110 ℃,电火花机工作时,工作槽内的电火花油温度会升高,若油泵不畅导致工作液无法循环,或电火花油减少,工件没有完全浸没在电火花油内,放电产生的电火花油蒸气与周围的空气混合,再遇到放电的火花便会燃烧。

2.3 保护方案

以成型加工类火花机为例,一般有两种保护方案,对于较小的工作槽,是在其机头上固定一只倒置式的六氟丙烷感温灭火装置,灭火剂的药剂量约为1～2 kg,喷射时间约为3 s。如图2所示,感温喷头与工具电极大致平行,一旦电火花油发生火灾,感温元件启动,六氟丙烷灭火剂即刻覆盖工作槽。其缺点是所保护的工作槽尺寸不大,如720 mm×490 mm×320 mm。而且因为有工具电极的遮挡,六氟丙烷灭火剂喷洒有死角,有时会影响灭火效果。

另一种方式,对于较大的工作槽,如尺寸达到1 320 mm×800 mm×500 mm,可沿工作槽长度方向布置一排或两排相对的喷头,如图3所示。由于电火花油的液面离槽边有一段距离,既可以排除工具电极的遮挡,不留喷射死角,也可以利用四周槽边形成相对封闭空间,近似全淹没,提高了灭火效率。由于喷头离电火花油液面较近,容易产生飞溅,所以喷头采用雾化喷射结构,降低出口压力,提高灭火剂在电火花油液面的快速汽化,迅速达到灭火浓度,也防止了电火花油的飞溅。由于喷射时有部分灭火剂喷出槽外,所以计算用量时要考虑损耗,如1 320 mm×800 mm×500 mm的工作槽,灭火剂的药剂量一般为6～8 kg,喷射时间约为10 s。

对于一些更大的工作槽,如双机头型的工作槽达到5 600 mm×2 100 mm×900 mm,其喷头的布置及灭火剂用量须靠试验来最终确定。

3 凹版印刷机

3.1 工作原理

凹版印刷机是圆对圆的印刷方式,压印滚筒和印版滚筒接触在一起,印版滚筒的三分之一浸在下面的墨槽里,从墨槽中取得油墨,然后用刮刀刮除印版滚筒表面无图文处的油墨,当印刷品转到两滚筒相切处时,印版滚筒的凹处油墨就转移到印刷品上。

3.2 火灾成因

凹版印刷机印刷的塑料薄膜有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等,使用的油墨大多是挥发性溶剂型油墨,使其既能溶解有色物料,又能在印刷过程中快速挥发。此类油墨一般有醇类溶剂如乙醇,酯类溶剂如醋酸乙酯,苯类溶剂如甲苯,酮类溶剂如丙酮,都是低闪点高挥发的溶剂。印刷机和印刷品在工作时都是在高速运动,会产生大量静电,静电是不断聚集的,高达数万伏的静电如果放电,遇上低闪点高挥发的溶剂,极易发生火灾事故。

3.3 保护方案

如图4所示,以常用的印刷塑料薄膜的凹版印刷机为例,墨槽中有印刷品和两个滚筒遮挡,喷头须从墨槽两边布置,由于滚筒和墨槽经常清洗及换墨,所以喷头必须和墨槽有 1 m以上的间距。1.2 m长度的墨槽一般两边各布置4个喷头,六氟丙烷灭火剂的药剂量可根据实验来定,一般约为8 kg。

4 超声波清洗机

4.1 工作原理

超声波工业清洗机是用超声波发生器产生高频高压,再使换能器与振动板一起产生高频共振,从而驱动清洗剂对产品的污垢进行洗净。一般使用碳氢清洗剂,碳氢清洗剂可以分为正构烃系、异构烃系、环烷烃和芳香烃4类。它的优点是清洗干净,不易挥发,节省清洗剂,缺点是沸点高、闪点低,超声波工业清洗机在工作过程中清洗槽需加热到40～60 ℃,温度可能会高于闪点,从而带来火险隐患。

超声波工业清洗机一般应用于清洗电子行业的线路板和晶片,光学行业的镜头和镜片,金属行业的复杂工件的微孔等。由于大多数厂家的超声波清洗机的清洗槽有单槽,也有多槽,大都是开放式的,所以发生火灾的机率大大增加。

4.2 保护方案

超声波清洗机主要由超声波发生器、超声换能器、清洗槽和工件吊篮(或工件支架)组成,其结构如图5。由于工作时吊篮或支架沉入清洗剂中,且清洗剂液面离清洗槽边有一段距离,因此液面上基本无障碍物,可以在槽边设置一排喷头,为防止飞溅,喷头采用雾化喷射结构,尺寸为400 mm×360 mm×200 mm的清洗槽,药剂量约为1 kg,为降低出口压力,并提高灭火剂在碳氢清洗剂液面的快速汽化,喷射时间约为3 s。

5 结 论

参照上述三种不同行业的设备灭火方案,并近似采用方案中的灭火剂用量、压力、喷射时间等参数可有效保护相关设备。采用的六氟丙烷灭火剂,应先了解该灭火剂的灭火机理,分析它灭火时是冷却火焰温度为主,还是中和自由基切断燃烧链为主。试验表明,六氟丙烷灭火剂灭火时的物理作用和化学作用各占50%。在确定灭火剂用量的前提下,再结合流量、进口压力、喷射距离、保护直径、保护角度等参数确定喷头的结构形式,实现对设备的有效保护。

摘要：根据油盘级别、实测热释放量以及两者之间的关系,同时依据相应的设计标准和规范,对电火花机、凹版印刷机、超声波清洗机三种设备采用六氟丙烷局部应用保护的具体方案进行了阐述,包括设备的工作原理、火灾成因、具体的设计方案。对于其他类似工业设备,参照上述设备消防设计方案也给出了设计中应关注的参数。

关键词：六氟丙烷,局部应用,热释放量

参考文献

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[5]东靖飞.气体灭火系统安全评估技术的研究[J].消防科学与技术,2009,28(9):649-653.

[6]陈泽民,刘连喜,张丽梅,等.气体灭火系统技术的发展及现状[J].消防科学与技术,2005,24(6):721-724.

六氟化铀 篇7

近年来,我国电力行业的发展变得越来越迅速,高压断路器技术不断发展,当前已经达到了国际上的先进水平,在高压等级的电力系统中,六氟化硫断路器属于开关类设备,当前在电力系统中使用十分广泛,其工作效率较高,但是六氟化硫气体断路器出现安全事故的比例也相对较大,六氟化硫气体断路器在运行过程中有较高的要求,因此在使用的过程中要做到定期检修,以确保六氟化硫开关类设备的质量能够满足一定的要求。当前采用的检修方式有停电检修、带电检修、在线监测检修等,在电力系统中,比较常见的检修方式是在线监测检修,即通过对开关类设备的相关参数进行在线分析,以判断其是否出现了问题。现场检修可以大大降低设备在运行过程中的故障发生率,在电力系统的发展过程中,设备的现场检修已经成为一项日常工作。

1 六氟化硫气体的密封性检修

六氟化硫气体的密封性是否良好,对于设备的运行质量有很大的影响,在设备的运行过程中,要加强对气体的密封性的检测,具体的检测方法包括定性和定量检测两个方面。

1.1 定量检测

六氟化硫气体的定量检测过程中常用的方法有整机抠照法、挂瓶捡漏法等。对于整机抠照法,在进行检测之前应该要制作一个密封的罩子将检测的设备全部罩住,将其密封一段时间之后,再用检测仪器确定泄露的其他的体积、密度、浓度、成分等参数,最后再进行相应地计算,算出泄露量以及气体的泄漏率。这种检测方法的结果比较准确,检测的结果也比较可靠。对于挂瓶捡漏法而言,也是当前检测过程中使用较多的一种方法,这种方法比较适用于一些技术成熟的开关类设备,比如MG公司的断路器、FA系列断路器,这些设备在法兰接合面留有一些检测口,在进行检验时,可以通过检测口对泄露的气体进行收集,发现有气体泄露出来时就可以采用挂瓶的方式进行气体的分析。

1.2 定性检测

定性测量指的是在现场采用测试仪对六氟化硫气体进行测量的过程,在测量的过程中需要将测试仪调到相应的工作位置,不同的实验仪器需要根据具体的检测需求对灵敏度进行调节。当仪器调节到相应的位置之后,就可以对设备中容易出现泄露的位置进行相应地检测,在检测之前可以根据设备的情况归纳一些比较重点的检测部位,对这些部位要进行仔细地监测,可以根据检测仪器的指针的偏转角度来确认气体的泄露状况。常见的六氟化硫气体开关类设备中,容易出现泄露的部位有 :六氟化硫充气和放气嘴、焊接的接缝、滑动的密封底座等。

2 六氟化硫气体成分的检测

设备检测过程中,一旦发现了泄露,还需要泄露的其他的成分进行具体地检测,其中六氟化硫气体检测主要是对其中的水蒸气的含量进行确定,在对成分进行检测的过程中常用的方法有电解法、露点法。

2.1 电解法

电解法是当前使用较多的一种气体检测方法,利用电解法的原理制成的检测仪器的种类比较多。电解法检测的原理是将六氟化硫气体导入到电解池中,利用两端的点击吸收并且对气体中的水分进行电解处理,然后计算电解过程中消耗的电量以及水分之间的关系,计算出六氟化硫气体中的水分的含量。

2.2 露点法

这种检测方法指的是将采集到的六氟化硫气体放在恒压的环境中,以固定的流量通过露点测试仪中的金属测量物,然后通过对该镜面温度进行制冷处理,当水蒸气达到饱和状态时,得到的数据就是露点值,然后通过对露点以及水分关系进行对比确定六氟化硫气体中所含的水蒸气的含量。

3 电气试验

电气试验也是当前六氟化硫气体开关类设备检测过程中的一种常用的方法,这种检测方法要使用升压器,在设备的端口之间施加一定等级的额定电压,由于采用的交流耐压试验方式有所不同,在试验的过程中,一般都会选取出厂试验电压的80% 左右的电压值,如果在该比例的电压下进行试验,设备的端口处出现了闪络现象,发出异常声音,则说明六氟化硫气体设备的内部端口处的安全距离较短或者存在一些杂质,为了防止在高压测试的过程中出现对端口的破坏,在耐压试验过程中,在对电压进行调节时需要对电压值进行缓慢地改变,先将电压值上升到额定电压的0.717倍,然后在该电压的情况下保持一段时间,一般保持十五分钟左右,如果这时设备没有出现异常状况,则可以再继续增加电压,增加到设备试验电压的时候保持一分钟左右,如果在加载以上实验电压的过程中短路情况也是正常的,则可以说明设备是合格的,可以继续投入使用。

4 设备回路检测

对于开关设备而言,对其回路进行检测,也是确保其使用安全性的一个重要途径,断路器的回路选择包括控制回路的检查,储能回路的检测等,检查的方式主要是通过加载电压来进行测试。在控制回路的两侧、储能回路的正负极都可以加入220V的直流电压,检测设备、电机等能否正常工作,然后改变两端的直流电压,加上大小为额定电压80% 的电压进行试验,看加上不同电压的时候设备的动作值是否符合具体的要求。

由上图可以看出,当使用试验仪器对设备的控制回路进行检测时,施加大小为220V的直流电压,看断路器的动作情况时还需要策略合闸回路的合闸电流,防止电流过大导致合闸的线圈被烧毁。

5 设备整体检查

在对设备的各个部分进行检测的过程中,也要注意对设备进行整体检查,在整体检查的过程中,需要检查的内容有以下几个方面。

第一,对开关设备的外观进行检查,其中包括对设备的本体、内部元件等进行清扫,对表面的油污进行清理,如果污迹比较严重,则可以考虑更换一些零件。

第二,对辅助开关进行检测,比如断路器位置的辅助开关、断路器储能的辅助开关等,在检测的过程中,要对一些老旧或者损坏的开关进行更换,防止断路器在二次回路故障时不能正确地动作。

第三,对设备中的六氟化硫气体表进行检测,确认表是否出现了损坏、压力开关是否正常等,以保证开关设备能够正常工作。

第四,对断路器的传动部分以及齿轮的磨损情况进行检测,在整个传动部件中添加润滑剂,如果有传动部分有生锈或者变形的现象出现,则要立即进行修理或者更换,确保传动部分的正常工作。

第五,检查外漏的连接杆是否紧固,对拉杆的功能进行确定,如果没有变形则可以继续使用,如果有变形则需要立即更换。

第六,对设备的空气压缩机等设备进行保养,可以使用润滑油进行保养,保证压缩机设备可以正常运行。

6 结语

六氟化硫气体开关类设备由于其独特的优势,在电力系统中的使用变得越来越广泛,在六氟化硫气体开关设备的长期使用过程中,会产生一些故障问题,为了提高设备的使用效率,需要定期进行检修,对是否漏气、设备的安全状况等进行检验,以提高设备的安全性能。

摘要：六氟化硫开关类设备指的是将六氟化硫气体作为绝缘介质和灭弧介质的机电一体化设备,该设备是电力系统中的一种重要的保护电器,在使用过程中往往有可能出现一些故障。本文对六氟化硫开关类设备现场检修的相关问题进行分析和阐述,旨在提高开关设备的安全性和稳定性。

六氟化铀 篇8

1.1 定量检测

在对六氟化硫气体密封性定量检测中, 通常采用的方法为整机抠照法和挂瓶捡漏法。在使用整机抠照法检测的过程中, 需要一个密封罩作为辅助设备, 将密封罩扣在需要检测的设备上, 达到规定的时间后, 对泄漏的气体进行检测, 检测项目包括泄露的气体的体积、密度、浓度和成分等参数, 然后进行计算, 得出泄露量和泄漏率。整机抠照法对六氟化硫气体密封性进行检测时, 检测的结果较为准确和可靠。在目前对六氟化硫气体密封性检测中还较为常用的一种方法即挂瓶捡漏法, 这种方法对于一些技术较为成熟的开关类设备具有较好的适用性。这类设备通常都留有检测口, 所以可以通过检测口来收集泄漏的气体, 对于泄漏的气体利用挂瓶的方式来对其进行分析。

1.2 定性检测

在现场对六氟化硫气体开关设备密封性进行检测时, 利用测试仪来进行测量, 将测试仪调整到相应的工作位置, 对其灵敏度进行调节, 当调整到最佳性能时, 则对容易泄露的位置进行检测。特别是对于一些较重点的部位, 要在检测过程中重点检测, 通过检测后的指标比对来衡量泄漏气体的各项参数。一般情况下, 充气、放气嘴以及焊接接缝处是发生泄漏的高发区, 需要严格监控。

2 六氟化硫气体成分检测

2.1 电解法

在当前六氟化硫气体检测中, 应用较多的检测方法即是电解法, 而根据电解法原理所制成的检测仪器种类也较多。利用电解法进行检测时, 其需要利用电解池, 然后将六氟化硫气体引入池中, 通过两端的点击吸收并对气体中的水分进行电解处理, 从而实现对电解过程中消耗电量及水分的之间的关系进行计算, 最终将六氟化硫气体中所含水分的含量进行计算。

2.2 露点法

露点法需要在恒压环境下进行, 利用露点测试仪对六氟化硫气体进行检测, 需要对镜面温度进行制冷处理, 当水蒸气处于饱和的状态时, 此时检测的数据就是露点值, 然后将露点与水分继续拧对比分析, 就可以计算出六氟化硫气体中水蒸气的含量。

3 电气试验

在当前六氟化硫开关类设备检测中, 电气试验也是经常用到的一种检测方法。利用电气试验进行检测时, 需要使用到升压器, 通过将一定等级的额定电压施加到设备的端口处, 在试验过程中, 所选择的电压值通常情况下都会以出厂试验电压百分之八十左右的电压值, 在此电压值下进行试验, 如果设备端口有闪络现象或是异常声音产生, 则说明六氟化硫气体设备的内部端口处的安全距离较短, 或是存在一些杂质。所以在试验过程中, 为了避免对端口带来不必要的破坏, 则可以缓慢改变电压值, 先将电压升至一定额度, 然后保持一段时间后, 没有异常情况出现时再继续对其进行升压, 当增加到设备试验电压时需要保持一分钟左右, 如果没有异常情况发生, 则说明设备合格, 可以在投入使用。

4 设备回路检测

通过检测六氟化硫气体开关设备的回路, 可以有效的确保开关设备使用过程中的安全性。在对六氟化硫气体开关设备的回路进行检测时, 通常南要进行控制回路检查和储能回路检测。检测时通常需要采用加载电压来进行, 将220V的直流电压加入到控制回路两侧和储能回路的正负极, 然后对设备和电机的工作情况进行检查, 将额定电压80%大小的电压加在两羰, 对两端的直流电压进行改变, 然后进行试验, 对其加压后设备的动作值进行观察, 看其是否与具体的要求相符。在控制回路在施加220V的直流电压, 利用试验仪器检测设备控制回路, 观察断路器的动作情况, 同时还要控制好合闸回路的合闸电流, 避免合闸线圈在电流过大情况下被烧毁。

5 设备整体检查

进行整体检修是确保设备中的各个零部件能够正常运行的基础工作, 通过对设备进行整体检修, 能够及时发现问题及时解决, 防患于未然, 确保设备运行的安全性, 整体检修主要包括以下几个方面。第一, 首先要对设备的外观进行检查, 做好设备中零部件表面的清洁工作, 对于油污难以清理影响到正常工作的可以更换零部件。第二, 为确保断路器等辅助开关设备能够正常运行, 需要对其功能性进行检测, 对于使用周期较长、已经老旧或者磨损较为严重的开关可以更换, 防止发生故障时无法正常执行指令。第三, 为保证开关设备运行的有效性, 需要确认气体表的完整性以及压力值在规定范围内, 所以在六氟化硫气体表出现异常时要及时修理或者更换。第四, 为保证断路器传动环节的正常运行, 要对齿轮的完整性以及清洁度进行检查, 清除表面的锈迹, 添加润滑剂, 如果磨损和变形较为严重, 应该更换设备。第五, 要确保外漏连接杆的紧固性和功能的稳定性, 如果发现变形的现象, 要及时更换。第六, 为确保压缩机等设备时刻处于良好的运行状态。可以使用润滑油对空气压缩机等设备进行日常保养。

6 结束语

在当前电力系统中, 六氟化硫气体开关类设备由于其具有非常好的优势, 其应用越来越广泛。但也由于其自身的独特性, 所以在应用过程中不可避免的会发生一些故障, 所以为了确保六氟化硫气体开关设备运行的安全性和稳定性, 需要对其定期进行检测, 确保其不存在漏气问题, 设备的性能处于良好的状态, 使其运行的安全性能够得到有效的保障。

摘要：在电力系统六氟化硫开关类设备作为一种非常重析保护电器, 其属于机电一体化设备, 该种设备将六氟化硫气体作为绝缘介质和灭弧介质。因此为了提高六氟化硫开关类设备使用过程中的安全性和稳定性, 需要做好现场检修工作, 及时对使用过程中存在的故障进行排除。文中分别从六氟化硫气体的密封性、气体成分、电气试验及设备回路检测等几个方面对六氟化硫开关类设备的现场检修进行了具体的阐述, 为提高六氟化硫开关类设备运行的稳定性奠定了良好的基础。

关键词：六氟化硫,开关设备,检修

参考文献

[1]孟玉婵.电气设备中六氟化硫介质的监控标准现状与发展[J].电力设备, 2008 (14) .

[2]易雄.六氟化硫气体在线监测技术探讨[J].科技创新导报, 2010 (20) .

六氟化铀 篇9

六氟化硫(SF6)气体无毒,具有稳定的化学性能,且绝缘和灭弧性能十分优越,长期以来被作为气体绝缘介质广泛应用于电力设备中,大大减少了电力设备的占地面积。然而,在多年的实际应用过程中也暴露出SF6气体的不足:价格相对昂贵;液化温度较低,导致其不适宜应用在高寒地区;对局部不均匀电场十分敏感;而最为突出的一个问题是SF6气体的温室效应指数(Global Warming Potential,GWP) 极高,为CO2的23 900 倍[1],而且由于其在大气层中极难降解,甚至可以保持3 200 年,对全球变暖有累积效应[2],SF6气体因而在1997 年签订的《京都议定书》中被联合国气候变化公约缔约方列为6 种限制性使用的温室气体之一。因此,寻找一种在绝缘和灭弧性能上能取代或部分取代SF6的对环境影响较小的气体来作为新的绝缘和灭弧介质并推广应用在各种高压电气设备中是电力系统发展的整体趋势,同时也已成为国内外学者在该研究领域的重点研究课题之一。

为了寻找SF6气体的优良替代气体,国内外学者对于几种有可能的SF6替代气体的绝缘和灭弧特性作了大量的研究,目前所作研究工作最多的替代气体主要有4 类:(1) 常规气体及其与SF6的混合气体,主要包括空气、CO2、SF6/CO2、N2、SF6/N2等;(2) 惰性气体(He、Ar、Xe、Kr) 及其与SF6的混合气体;(3) 全氟化碳气体(Perfluorocarbon Gas) 及其混合气体,这类气体无毒、不可燃、不可爆,同时其电气强度相比大多气体有着较大优势[3],主要包括CF4、C2F6、C3F8、c-C4F8等;(4)全氟化碳的卤代气体及其混合气体,主要是CF3I及其混合气体,其电气强度也较高,而温室效应指数却与CO2相当,且在大气层中短时间内即可分解。进入21 世纪以来,随着温室效应的不断加剧,国内外学者越发重视关于SF6的替代气体电气特性的研究,并相继开展了大量很有意义的理论分析和实验研究工作,下面主要对国内外有关SF6的替代灭弧气体电气特性的研究进展进行综述。

1 欧美国家的研究进展

德国ABB公司通过一台标准SF6高压断路器对压缩空气电弧在熄弧后的介质恢复特性进行了研究[4,5]。研究显示:

(1) 在较高的恢复电压上升率作用下开断2 k A电流时,介质在电流过零后的前100μs恢复很快,其恢复强度大致为冷态时一半的击穿强度;从100μs到1 ms则保持不变;而在10 ms后,其介质恢复强度则与冷态时击穿强度相当。

(2) 开断11 k A电流的开始阶段与2 k A时的情况相近,然而其处于平台期时的击穿强度则小得多。

德国亚琛工业大学的Pietsch教授等人多年来从事研究开关设备中由故障电弧所引起的压力升高问题。他们在2008 年提出了一种新方法来计算SF6/ 空气混合气体的故障电弧特性[6],对于研究分析不同介质下的故障电弧特性有很大帮助。

A.Lee和L.S.Frost等人将断路器在相同条件下可开断的最大电流值Ic作为比较气体或混合气体的灭弧性能的指标,做了大量的相关实验来研究SF6、SF6/N2、SF6/He、CF2CFCF3/SF6等40 余种介电常数较高的气体或混合气体介质的灭弧能力[7]。表1 中比较了SF6与15 种候选替代气体的开断能力( 以纯SF6气体在相应条件下的开断能力为基准)。研究显示:有的候选气体在经过一定比例混合后的开断能力可以达到纯SF6气体80% 的开断水平,其中较为典型的有SF6/N2(75/25)、CH4/CCl F2CF3(50/50) 和SF6/He(75/25)。

2 日韩等国的研究进展

作为《京都议定书》的倡议国和缔约国,日本对于寻找温室气体的替代气体格外重视,因此该国许多高校实验室在SF6替代气体这方面的研究也比较多。其中名古屋大学Matsumura教授等人对不同气体(H2、CO2、He、空气) 和不同电极材料对于开断能力的影响进行了实验研究[8]。实验结果表明:在以上四种气体中H2的开断性能最好;相对于不锈钢电极,使用铜电极的开断能力更好。此外,Matsumura教授等人还设计出一种新型的混合式断路器,其灭弧介质采用热击穿性能良好的气体( 如H2、He等) 和电击穿性能良好的气体( 如N2、空气等) 的组合。对于这种混合式断路器的研究表明空气/H2作为组合灭弧介质的开断性能最为优越[9]。

日本东京电机大学的Mizoguchi等人自行研制了一台模型灭弧室,并借助该设备计算出了电弧时间常数θ和电弧散能系数N,从而研究了He、空气、CO2和CF3I及其混合气体等的开断水平[10]。实验结果显示:

(1),因此可以认为CO2的开断能力在三者中最为优越。

(2)SF6的开断能力最好,其次是CO2和空气,He的开断能力最差。

(3) 纯CF3I气体的开断能力能达到相同条件下纯SF6气体的90%。然而纯CF3I气体较高的液化温度不适宜实际应用,一般需将CF3I与N2或CO2等液化温度较低的气体混合以降低其液化温度。

除了各所高校,日本的不少电气公司对于这方面也很感兴趣。如东芝公司的Nishiwaki等人[11]和Uchii等人[12]通过实验研究了SF6和CO2的弧后电流特性:

(1) 比较相同条件下弧后电流,CO2显著高于SF6。

(2) 不同时间段的电弧特性对介质开断能力的影响程度不尽相同,从熄弧尖峰出现到电流过零点这一时间段的电弧特性则起到至关重要的影响。

此外,Nishiwaki等人[11]还进一步应用CO2/O2混合气体作为替代SF6的灭弧介质设计了一台新型实验用气体断路器,并对该断路器开断水平的检测表明,在相应电压等级下,其开断能力较为理想。

三菱公司的Kokura等人[13]采用SF6/N2混合气体作为隔离开关内的灭弧介质,并利用永磁体产生的磁场驱动电弧运动的原理,以燃弧时间为指标对灭弧介质在不同条件下的开断性能进行研究。研究显示:

(1) 对于纯SF6气体,驱动磁场的加入基本不改变其开断能力。

(2) 而对于SF6/N2混合气体,加入驱动磁场后,其开断能力有所增强,且随着驱动磁场的增强,其燃弧时间明显变短。

(3) 在磁感应强度为0.59 T的驱动磁场下,开断0.8 k A电流时,采用10%SF6/90%N2混合气体作为灭弧介质的燃弧时间与采用纯SF6气体作为灭弧介质的燃弧时间基本相同。

韩国晓星公司的Song等人通过实际的170 k V/50 k A压气式气体断路器对SF6/N2混合气体进行了相关研究,并以弧隙所能承受的最大的恢复电压上升率为主要指标来衡量其开断能力。研究显示:当SF6/N2混合气体中N2的体积分数超过1/4 时,SF6/N2混合气体的开断能力几乎与同等条件下的纯SF6气体相当[14]。

3 国内的研究进展

国内许多高校和研究机构在寻找适合的SF6的替代气体方面也做了大量的研究工作,其中以研究绝缘性能为主,而近年来对于SF6替代气体灭弧性能的相关研究工作也在逐渐增多。

西安交通大学的王其平教授等人在国内较早开展了对于SF6的替代灭弧气体的电气特性的研究,并通过大量实验研究证明SF6/N2混合气体具有较好的开断能力。为了研究SF6/N2混合气体的灭弧性能,对喷口电弧提出了新的数学建模方法,并以此为基础对SF6/N2的电弧准稳态特性、动态特性以及开断性能进行了较为深入的研究[15]。研究结果表明SF6/N2混合气体的开断性能随着其中SF6的混合比例的升高而增强,60%SF6/40%N2混合气体的开断能力能达到纯SF6气体的0.8 倍左右。此外,王其平教授等人还研究了SF6/N2混合气体的电弧基本特性,指出其具有较大的电弧弧柱半径和很高的电弧能量,而当电弧电流过零后,虽然弧隙之间的电导率较大,但电弧温度却比较低。

此外,西安交通大学还设计并制造了可拆式气体模型断路器用于对SF6替代气体灭弧性能的实验研究。为了研究SF6、N2和CO2的电弧基本特性与气体压力和电弧电流等因素关系,张建等人进行了一系列实验[16]。研究结果显示:

(1) 当气体压力升高时,电弧弧柱半径和电弧电压均逐渐变大,而电弧温度则不断变低。

(2) 而当电弧电流变大时,电弧燃烧程度加剧,同时电弧弧柱半径和电弧电压也逐渐变大。

(3) 对上述三种气体的电弧基本特性进行比较,N2的电弧弧柱半径最小,其电弧电压和电弧温度在三者中是最高的,而CO2和SF6的电弧弧柱半径较大,且电弧电压和电弧温度也相对较低。

(4) 相对于N2,CO2的电弧特性与SF6更接近,因此从灭弧性能考虑CO2更有希望成为SF6的替代气体。

西安交通大学的朱凯等人以一台126 k V气体断路器样机作为实验平台,通过零区设备对不同条件下的弧后电流进行了多次测量,研究了SF6气体作为灭弧介质时的弧后电流与短路电流的预期有效值I、触头断开时的电流相位θ及设备内气体压力P等因素之间的关系。此外,他们在相同实验环境下多次实测了20%SF6/80%CF4混合气体的弧后电流特性,并提出了一个新的指标来衡量作为灭弧介质的气体的热开断性能的好坏。实验结果表明[17]:

(1) 在I和P保持不变(I =18 k A、P =0.5 MPa)的条件下,当电流相位θ变大时,弧隙的重燃概率也逐渐变大。

(2) 在θ和P保持不变(θ=80°、P=0.6 MPa) 的条件下,当短路电流的预期有效值变大时,弧后电流及弧后电流上升速率也不断变大。

(3) 在θ和I保持不变(θ=80°、I=12 k A) 的条件下,当气压P升高时,熄弧后的剩余电流逐渐变小。

(4) 熄弧后的临界电流值对于作为灭弧介质的气体的热开断能力有着极其重要的影响,因此可以考虑将熄弧后的临界电流值作为比较不同气体的热开断性能强弱的一个重要指标。

上海交通大学的黄亦斌学者[18]将电弧时间常数θ和电弧散能系数N作为表征气体灭弧性能的重要指标,自主设计、制造了一个试验设备,并在此实验平台上通过一系列实验研究了CF4气体和SF6气体的灭弧特性,测量得到了这两种气体的θ和N且对两者进行了比较,得出结论:CF4的电弧时间常数θ约为SF6的2 倍,其电弧散能系数N则约为SF6的0.8 倍,可知CF4的总体的灭弧能力劣于SF6,但二者的差距还在可接受范围内,可以考虑将CF4气体作为可能替代SF6的灭弧介质。

上海电力学院的高小飞等学者[19]采用相似的方法测量计算出c-C4F8气体及其与N2或CO2的混合气体的电弧时间常数θ以及电弧散能系数N。实验结果表明,可知c-C4F8的灭弧性能优于CO2和N2。

相关企业科研人员李武梅等人从可能的SF6替代气体中选取了Ar、CO2和N2三种气体,分析它们在直流下的电弧特性与电极开距、气体压力及气体种类等因素之间的关系,通过实验测得了不同条件下电弧的静态伏安特性[20]。研究表明,电弧对应的静态伏安特性越低,其在燃烧过程中越趋于稳定,因此静态伏安特性可在一定程度上衡量灭弧能力的强弱。根据实验结果可以得出以下结论:

(1) 在其余因素相同情况下,电弧的静态伏安特性随气体压力的升高而逐渐变高,说明其灭弧能力也随之加强。

(2) 在其余因素相同情况下,电弧的静态伏安特性随电极开距的增大而逐渐变高,表明其灭弧能力也随之变好。

(3) 从电弧的静态伏安特性考虑,Ar气体的灭弧能力不够理想,不建议选其作为灭弧介质来代替SF6;CO2和N2的灭弧能力相对较好,在高气压下CO2的灭弧能力更好,而在大开距下N2的灭弧能力则更强,考虑到在实际应用过程中更多遇到的是大电流大开距的情况,N2更有希望成为SF6的替代灭弧气体。

4 结语

对SF6替代灭弧气体电气特性的研究进展表明,该课题已逐渐成为本领域的前沿科学问题和研究热门方向,在研究高压开关技术方面较为领先的几个国家,对于较为可能的SF6替代灭弧气体的电气特性研究已取得了一定的成果,并提供了新思路。虽然鉴于我国目前的科技水平,SF6气体作为电气性能优越的绝缘和灭弧介质在各种高压电气设备中的应用地位在短期内还难以被取代,但长远看,SF6替代气体在未来应用空间应该更广阔。进一步加强对SF6替代灭弧气体的电气特性的研究,尽快寻找到具有实用价值的可代替SF6的绝缘和灭弧介质并将其应用于高压电气设备中,不仅可以极大增强我国在该领域的研究水平,对于开发相关新型的高压电器也意义重大。

摘要：由于近年来温室效应的不断加剧,探索一种能有效替代六氟化硫(SF6)且对环境友好的绝缘和灭弧气体介质已成为该研究领域的一项重要课题,分别对欧美国家、日韩等国和国内研究机构关于SF6的替代灭弧气体电气特性的研究进展进行了综述,并对比了各类替代介质相对于SF6的优缺点,指出随着国内外学者不断加大研究力度,SF6替代气体在未来应用空间应该更加广阔,也有助于新型高压电器的开发。