一种SF6/CF4混合气体放电装置制造方法及图纸

一种SF6/CF4混合气体放电装置，属于气体检测领域。该装置包括高压电源产生单元、SF6/CF4混合气体放电单元、SF6/CF4混合气体充气单元和气质联用检测单元；SF6/CF4混合气体放电单元的阻容分压器的高压端通过第一开关连接高压电源产生单元的正输出端，阻容分压器的低压端连接示波器，阻容分压器的接地端接地；同时，阻容分压器的低压端和高压电源产生单元的负输出端连接；SF6/CF4混合气体放电单元的放电腔中设置有正电极和负电极。该装置简单、正负极距离可调，其是能实现从产生电弧从而使SF6/CF4混合气体发生分解，进而检测的集成装置。

【技术实现步骤摘要】
一种SF6/CF4混合气体放电装置
本技术属于气体检测领域，具体涉及一种SF6/CF4混合气体放电装置及分解产物的检测方法。
技术介绍
SF6气体化学稳定性好、无毒，且具有良好的绝缘和灭弧性能，已经被广泛应用于电力设备中。然而SF6气体也存在许多缺点：价格昂贵、液化温度高、对局部不均匀电场敏感，温室效应指数较高，这限制了它在未来的大量使用。因此减少甚至杜绝SF6气体在电器设备中的使用，已成为现在高压电器气体绝缘研究的重要课题。到目前为止，尚未发现一种物质的绝缘与灭弧能力能完全代替SF6气体，因此短期内减少SF6气体使用的方法是使用SF6混合气体。SF6/CF4混合气体具有耐低温性能好，节约使用成本，节能环保等特点，越来越多的被人们关注，开始使用在管道母线、气体绝缘变压器、高压开关设备中。由于在气体绝缘开关设备的运行过程中，因开关操作或设备内部出现缺陷等问题，会使得气体长期处于放电过程或者过热环境中，可能导致气体分解从而产生多种分解产物。通过检测气体分解的产物的方法，对于设备出现局部放电、发热等缺陷和事故，以及设备故障定位等方面，比传统电气方法，具有检测准确度高、干扰小等优势，目前，通过检测气体分解产物从而判断设备故障的方法，已在气体绝缘高压开关设备得到了广泛的应用。目前，针对现有SF6分解机理检测方法和评价手段不能满足混合气体设备的相关要求，对混合气体在不同条件下的分解产物问题还有待进一步研究。
技术实现思路
针对混合气体分解产物检测方法的空白，本技术的目的在于提供一种SF6/CF4混合气体放电装置及分解产物检测方法，尤其是涉及SF6/CF4混合气体电弧放电装置及采用气质联用检测分解产物的检测方法。该装置简单、正负极距离可调，其是能实现从产生电弧从而使SF6/CF4混合气体发生分解，进而检测的集成装置，该方法具有灵敏度高、分析效果高、定量准确等优点。本技术的技术方案是：一种SF6/CF4混合气体放电装置，包括高压电源产生单元、SF6/CF4混合气体放电单元、SF6/CF4混合气体充气单元和气质联用检测单元；所述的高压电源产生单元分为高压电源产生单元的正输出端和高压电源产生单元的负输出端；所述的SF6/CF4混合气体放电单元包括阻容分压器、放电腔、第一开关、第二开关和示波器；阻容分压器分为高压端、低压端和接地端，阻容分压器的高压端通过第一开关连接高压电源产生单元的正输出端，阻容分压器的低压端连接示波器，阻容分压器的接地端接地；同时，阻容分压器的低压端和高压电源产生单元的负输出端连接；SF6/CF4混合气体放电单元的放电腔中设置有正电极和负电极，正电极和负电极的垂直距离在5-20mm，并可调，正电极通过第二开关和高压电源产生单元的正输出端连接，负电极和高压电源产生单元的负输出端连接；所述的SF6/CF4混合气体充气单元包括真空泵、气阀、储气罐和气瓶；所述的真空泵一端通过第一个三通阀连接放电腔的一端，真空泵的另一端通过气阀和储气罐出气口相连，储气罐的进气口连接气瓶，气瓶设置有两个，分别为SF6气瓶和CF4气瓶；作为优选，所述的真空泵通过第一个三通阀连接放电腔设置有负电极的一端；所述的SF6/CF4混合气体充气单元还包括：第一气压表和真空表，第一气压表和真空表设置在第一个三通阀和放电腔的一端连接的线路上。所述的真空泵，用于向放电腔内充气和抽真空，所述的第一气压表用来控制气体流量和测量混合气体的气压，所述的真空表用来检测放电腔中的真空度，所述的第二气压表和第三气压表用来配制不同比例的混合气体。所述的气质联用检测单元包括GC-MS检测单元和和GC-MS工作站；其中，GC-MS检测单元一端通过第二个三通阀和第一个三通阀连接至放电腔，GC-MS检测单元另一端连接GC-MS工作站，GC-MS工作站将GC-MS检测单元监测的数据信号进行处理，得到检测数据。所述的高压电源产生单元包括工频交流电源、调压器、变压器、第一电阻、整流二极管和电容；所述的工频交流电源连接调压器，调压器连接变压器的原线圈，变压器的副线圈一端依次连接第一电阻、整流二极管正极，整流二极管负极和电容一端连接后作为高压电源产生单元的正输出端，变压器的副线圈的另外一端作为高压电源产生单元的负输出端；在高压电源产生单元的正输出端和负输出端之间设置连接有电容；作为优选，所述的放电腔中，正电极采用针电极，负电极采用平板电极。作为优选，所述的正电极的边缘和负电极的边缘均设置有8～12°的倒角，其目的在于防止边缘效应。其中，高压电源产生单元的正输出端和阻容分压器的高压端连接线路上设置的第一电阻，用于保护线路。所述的阻容分压器用于测量瞬态高电压，所述的示波器用于显示阻容分压器的低压端输出电压。所述的GC-MS检测单元还与气体回收装置连接，目的在于回收GC-MS检测单元的检测废气以及放电后的残余气体。所述的GC-MS检测单元为GC-MS气相质谱色谱联用仪，所述的GC-MS气相质谱色谱联用仪为气相色谱仪和质谱仪联用，采用Algen公司生产的G4600气相色谱仪、5973C质谱仪和检测器，具体为气相色谱仪与质谱仪的EI离子源连接，离子源与质量分析器连接，质量分析器与检测器连接，检测器与GC-MS工作站连接；其中，质谱仪为真空系统条件。所述的气相色谱仪色谱柱采用GasPro毛细柱，柱长60m，内径0.32mm，质谱仪离子源采用电子轰击电离源(EI)。一种SF6/CF4混合气体的分解产物检测方法，采用上述SF6/CF4混合气体放电装置，包括以下步骤：步骤1：调节放电腔中，正电极和负电极之间的距离在5mm-20mm，并且可调；步骤2：用真空泵，抽取放电腔中的气体，当真空表显示为零时，表明放电腔腔体中为真空；步骤3：根据混合气体的配比，调节气压表，向SF6/CF4混合气体放电单元的放电腔充气；步骤4：利用高压电源产生单元对放电腔中的正电极和负电极之间施加持续升高的电压，电流分别维持在6.4kA、10.0kA、14.2kA、19.6kA，每个电流保持20～40min；步骤5：当放电腔中的正电极和负电极间隙击穿时，击穿电压经阻容分压器降压后在示波器中显示，记录此时的混合比、电压值、电流值、放电持续时间，并保留10～30min；步骤6：高压电源产生单元停止供电，放电腔中的SF6/CF4混合气体放电后，产生分解产物气体；步骤7：放电腔的一部分分解产物气体经过第一个三通阀进入GC-MS检测单元中进行检测，检测数据通过GC-MS工作站进行分析，剩余分解产物气体经过第一个三通阀进入真空泵，抽出分解产物气体。步骤8：进行不同混合比的SF6/CF4混合气体进行放电实验，重复步骤4～7，得到SF6/CF4混合气体不同配比时的分解产物检测结果。所述的步骤1中，所述的正电极和充气单元负电极之间的距离，可调，其调节距离为1mm/次。所述的步骤7中，进入GC-MS检测单元的分解产物气体，根据分解物的类型，选择色谱柱和离子源，对SF6/CF4混合气体分解后的产物进行检测。本技术的一种SF6/CF4混合气体放电装置及分解产物检测方法，其有益效果为：本技术通过搭建不同条件下的SF6/CF4混合气体分解产物检测装置和方法，可以测得不同配比、不同气压、不同放电强度下的SF6/CF4混合分解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SF6/CF4混合气体放电装置，其特征在于，该SF6/CF4混合气体放电装置包括高压电源产生单元、SF6/CF4混合气体放电单元、SF6/CF4混合气体充气单元和气质联用检测单元；所述的高压电源产生单元包括工频交流电源、调压器、变压器、第一电阻、整流二极管和电容；所述的工频交流电源连接调压器，调压器连接变压器的原线圈，变压器的副线圈一端依次连接第一电阻、整流二极管正极，整流二极管负极和电容一端连接后作为高压电源产生单元的正输出端，变压器的副线圈的另外一端作为高压电源产生单元的负输出端；在高压电源产生单元的正输出端和负输出端之间设置连接有电容；所述的SF6/CF4混合气体放电单元包括阻容分压器、放电腔、第一开关、第二开关和示波器；阻容分压器分为高压端、低压端和接地端，阻容分压器的高压端通过第一开关连接高压电源产生单元的正输出端，阻容分压器的低压端连接示波器，阻容分压器的接地端接地；同时，阻容分压器的低压端和高压电源产生单元的负输出端连接；SF6/CF4混合气体放电单元的放电腔中设置有正电极和负电极，正电极和负电极的垂直距离在5‑20mm，并可调，正电极通过第二开关和高压电源产生单元的正输出端连接，负电极和高压电源产生单元的负输出端连接；所述的SF6/CF4混合气体充气单元包括真空泵、气阀、储气罐和气瓶；所述的真空泵一端通过第一个三通阀连接放电腔的一端，真空泵的另一端通过气阀和储气罐出气口相连，储气罐的进气口连接气瓶，气瓶设置有两个，分别为SF6气瓶和CF4气瓶；所述的气质联用检测单元包括GC‑MS检测单元和和GC‑MS工作站；其中，GC‑MS检测单元一端通过第二个三通阀和第一个三通阀连接至放电腔，GC‑MS检测单元另一端连接GC‑MS工作站，GC‑MS工作站将GC‑MS检测单元监测的数据信号进行处理，得到检测数据。...

【技术特征摘要】
1.一种SF6/CF4混合气体放电装置，其特征在于，该SF6/CF4混合气体放电装置包括高压电源产生单元、SF6/CF4混合气体放电单元、SF6/CF4混合气体充气单元和气质联用检测单元；所述的高压电源产生单元包括工频交流电源、调压器、变压器、第一电阻、整流二极管和电容；所述的工频交流电源连接调压器，调压器连接变压器的原线圈，变压器的副线圈一端依次连接第一电阻、整流二极管正极，整流二极管负极和电容一端连接后作为高压电源产生单元的正输出端，变压器的副线圈的另外一端作为高压电源产生单元的负输出端；在高压电源产生单元的正输出端和负输出端之间设置连接有电容；所述的SF6/CF4混合气体放电单元包括阻容分压器、放电腔、第一开关、第二开关和示波器；阻容分压器分为高压端、低压端和接地端，阻容分压器的高压端通过第一开关连接高压电源产生单元的正输出端，阻容分压器的低压端连接示波器，阻容分压器的接地端接地；同时，阻容分压器的低压端和高压电源产生单元的负输出端连接；SF6/CF4混合气体放电单元的放电腔中设置有正电极和负电极，正电极和负电极的垂直距离在5-20mm，并可调，正电极通过第二开关和高压电源产生单元的正输出端连接，负电极和高压电源产生单元的负输出端连接；所述的SF6/CF4混合气体充气单元包括真空泵、气阀、储气罐和气瓶；所述的真空泵一端通过第一个三通阀连接放电腔的一端，真空泵的另一端通过气阀和储气罐出气口相连，储气罐的进气口连接气瓶，气瓶设置有两个，分别为SF6气瓶和...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙广雷，林莘，徐建源，庚振新，夏亚龙，张佳，郭丹，王强，李瑞嵩，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21