[电缆]GIS设备内部绝缘纸热分解产物的研究

　　为了评估GIS交换系统的缺陷，业界已经对基于气体绝缘的封闭复合材料的绝缘纸材料和实验方法进行了研究。相色谱法确定其是否产生热分解产物。测结果为H 2，CO，CO 2，CH 4，C 2 H 4和C 2 H 6，并且在不同加热温度下分解产物的分解速率也不同。以通过气相色谱法推测GIS设备中的相关缺陷。着能源行业的发展，气体绝缘开关设备（GIS）交换设备已逐渐取代了传统的充油设备，这在电气系统的安全性，稳定性和经济运行中起着关键作用[1]。

　　
　　]。是，近年来，随着中国电网的不断扩展，GIS设备的使用急剧增加，并且发生了事故。于GIS设备通常位于市中心，因此其可靠性很高。GIS紧凑且充满SF6高压气体，可引起设备爆炸性分解，这对人员和环境安全具有重要影响，从而使GIS设备的诊断更加复杂更重要的是[2]。果设备过热，SF6会分解，并且会产生一系列分解产物，因此分解过程与设备内部的温度直接相关。
　　此，本文使用了一组模拟的加热测试设备，通过加热GIS材料内部的绝缘材料来研究其分解产物的特性。SF6开关设备在运行过程中会产生多种气体分解产物，气体检测管法比较粗糙，在现场应用较少[3]。过现场测试和来自许多变电站的数据，该色谱方法具有以下优势：来自外部环境的干扰少，灵敏度高，准确性高，牢固，电缆实用和快速的稳定性，这大大减少了所需的时间故障排除并提高工作效率。已逐渐成为监视设备状态和诊断故障的有效方法。气，空气。谱仪的参数如表1所示。

　　
　　本实验的加热器加热到高温，以检测其是否包含特征分解成分。法如下：用高纯度氮气吹扫加热器腔体，清洗密封，在200°C加热15小时，提取腔体中的气体进行检测和分析。结果将用作该实验的高温背景测试。述实验结果表明，加热装置的主要加热材料是不锈钢，其中包含一定数量的元素C，该元素C与杂质（例如混合在装置中的痕量H2O和O2）反应。高温下加热形成二氧化碳。加热装置的温度设定为50℃，用1ml注射器抽出1ml气体，注入到色谱仪中进行样品检测，将其作为低水平试验。验温度。热器的温度设置为室温。低温度后，加热器端口打开并且外部空气平衡。
　　后将加热器密封，将5 ml氮气注入加热器以调节加热温度和时间，并使用1 ml注射器进行加热。最后1 ml的气体注入色谱仪进行检测。实验（1）中，将绝缘纸在200℃下加热2小时，并如图2（a）和2（b）所示分析从腔室中去除的气体的实验光谱。0.47 g绝缘纸并在不同温度下加热2小时后，抽出室内的气体进行分析和分析（数据列于表2）。150℃下将0.47 g绝缘纸加热不同的时间后，抽出室内的气体进行分析。3中示出了关于杂质的数据。200℃下将0.47g的绝缘纸加热不同的时间之后，提取室中的气体用于分析和分析。质数据示于表4。4显示了在绝缘纸加热2小时期间每种组分的气体逸出；图4显示了在绝缘纸中加热2小时后各组分的气体逸出。5示出了在150℃下加热不同时间的绝缘纸的气相分解产物的演变。6以趋势图显示了在200°C下加热了不同时间的气体的分解产物的绝缘纸。

　　绝缘纸的加热温度为50°C时，不会形成H2，CO为0.03 ppm，CO2从底部显着增加，并且会形成少量的C2H4。度升高到100°C，就会形成H2并生成CO。时，CO 2的含量持续增加，并形成C 2 H 6，随着温度的升高，CH 4，C 2 H 4和C 2 H 6的含量逐渐增加，温度升至150℃时，H 2，CO的含量和二氧化碳更高。前有很大的增加，温度低于200°C，没有形成C2H2。

　　绝缘纸的加热温度为150℃时，将其分别加热2h和4h。H2，CO，CO2含量变化不大，加热15h时，H2，CO，CO2含量和其他产品略有增加。这种情况下不会产生C2H2。绝缘纸的加热温度为200℃时，特征产物含量随加热时间而增加，并且CO 2含量超过该范围。热4小时后H 2含量降低，这可能有助于某些反应：在200°C加热4 h时，CH4和C2H4增加，并且CH4的生长速率增加。快。H2在200°C下加热15小时时，其含量会大大增加。热实验表明，绝缘纸在加热过程中分解产生H2，CO，CO2，CH4，C2H4，C2H6等特征产物。约在100°C时会生成H2和CO。
　　着加热温度的升高，特征产物的含量显着增加至150°C，特征产物的含量逐渐增加。大多数地区，特别是在北部，GIS气体绝缘子对绝缘材料的老化影响很小：在温暖的南部，大气温度较高，并且对绝缘材料的老化影响稍微重要一点，但这不是最重要的因素。重要的因素是电力设备在长期运行过程中产生的热量积聚。后，绝缘体的内部温度过高。些热量来自局部放电，断电等导致的较高温度。[4]。固体绝缘材料的制造和绝缘材料的使用中，不可避免地在绝缘体内部产生诸如气泡，杂质和裂纹的缺陷，并且这些缺陷的存在容易引起集中。部电场的作用，因此导致局部放电老化。缘材料的局部放电损伤的特征主要表现在三个方面：带电离子的高速碰撞，聚合物分子键的断裂，极短的局部放电时间，局部温度高达1000°C导致局部熔化和化学降解；产生具有化学活性的H·和O·，它们与聚合物相互作用形成羧基和硝酸，腐蚀绝缘材料和导体[4]。中R代表一组高分[4]。缘材料性能的实验表明，它们在热老化因素的作用下会发生化学键和官能团的变化。验表明，在100°C时，老化时间短，时间不变：当老化超过一千小时时，羰基开始增强；在120°C时，可见热氧化反应开始迅速发生。基，并且随着老化时间的增加，羰基也增加，并且绝缘材料更容易受到高温热氧化的影响。着时间的增长和由热氧化引起的羰基生成的增加，分子结构中的大量裂纹[4]，CH键的断裂以及设备中空气的存在，价键的断裂在活性物质的作用下产生H 2，CO，CO 2。期的H2含量很高：如果继续氧化，CO和CO2将急剧增加。
　　合物绝缘材料在放电表面或放电表面附近产生漏电痕迹的过程称为“电痕迹”。面泄漏和火花放电是由泄漏引起的，这归因于材料表面的间歇性传导路径引起的火花放电，电缆以及碳化物的形成和传播[5]。于旁路放电，材料表面的局部温度过高，导致快速的裂化反应。时，在材料表面上的炭黑快速形成，并且形成的炭黑在电火花的作用下与氧气快速反应，形成CO和CO2。]。
　　了改善耐漏电性，除了使用具有很少或没有共轭双键结构的聚合物之外，还可以添加适量的氢氧化铝。Al（OH）3具有良好的导热性，可以迅速消除由放电产生的高温，有效地减少了聚合物绝缘材料的分解和碳的形成速率，并提高了材料对车辆跟踪的抵抗力[ 5]。管可以很好地应用这种出色的性能，但也会产生H2，CO，CO2和其他碳氧化物。实验条件下加热绝缘纸的过程中，形成了H2，CO，CO2，CH4，C2H4，C2H6的分解产物，而没有形成C2H2。
　　加热温度接近100℃时，形成H 2和CO。时，CO2含量已大大增加。

　　温度升至150°C时，H2，CO和CO2的含量急剧增加，其次是CH4和C2H4。C2H6的含量也大大增加。不同的加热温度下，分解产物的分解速率并不相同，但是随着加热温度的升高和加热时间的增加，分解产物的含量逐渐增加。此，可以通过色谱法估计相关缺陷。
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