微水

本文一方面从断路器部分关键信息（如分合闸线圈电压、三相同期性、分合闸线圈电流等）的监测展开研究，以机构动力学特性的仿真分析为研究方法，进行断路器动作状态在线监测系统的研制分析。另一方面，从目前已在使用的SF6气体密度和微水含量监测系统存在的缺陷出发，对SF6气体密度和微水含量开展在线监测系统研制分析。通过在线监测系统可以及时了解断路器的运行状况，及时预防和排除安全事故，从而保证供电设备的正常运行。

SF6组合电器运行时，不可避免地会发生SF6气体向外泄漏，而在气体泄漏的同时，设备外部潮气也会渗进设备内部，引起设备内SF6气体中微水含量增加，当SF6气体中微水含量过高时，会使高压电气设备出现安全隐患。为此，对SF6组合电器内SF6气体密度和微水含量进行监测意义重大。 目前，已有SF6组合电器密度微水在线监测应用于生产实践，但是由于微水测量不准的原因影响了其推广应用。由于测量微水含量的微水传感器所采用的微水传感器测量原理是接触式测量，考虑到SF6组合电器的安全性，微水传感器探头不可能安装到气室内部，而是通过一个三通接头安装在组合电器的本体的补气口上。这种工作方式造成微水传感器探头不能直接接触到组合电器气室内的SF6气体，由于内部气体不可流动，且气体中含水量微小，气体中水分子活跃度降低，水分子浓度不易扩散，再加上微水传感器内部结构吸附的水含量的影响，致使传感器所在位置的微水含量不等于SF6组合电器主气室内实际的含水量，造成微水传感器测得的微水值与实际产生很大偏差，失去了在线监测的意义。本项目研制了基于循环SF6气体的组合电器微水密度在线监测方法，实现了对六氟化硫组合电器的内部微水及密度的实时检测与诊断。

电力变压器等油纸绝缘设备在运行过程中，绝缘逐渐劣化，引起绝缘性能下降。现行规程中老化和受潮分析的技术手段，例如糠醛含量、油中微水等，测试结果分散性大，不够真实有效；而部分试验手段如纸板聚合度和抗拉强度等，需要吊芯取样。介电响应技术可有效评估油纸绝缘老化、受潮状态。但由于理论模型、测试标准、测试设备等技术条件限制，多限于实验室研究，较少用于现场老化及受潮诊断。本项目在机理研究、特征提取、设备开发、标准编制等方面取得了多项领先成果，成功构建了油纸绝缘电力设备绝缘状态介电响应诊断体系及绝缘恢复平台，并将其应用于现场。 项目成果已在深圳供电局、云南电网、陕西电网、浙江电网、西套公司、湖南三电、衡变多家电网公司及厂家成功应用，先后发现了南网 NGK、GOE 套管存在的家族性缺陷，确诊了数十台变压器、互感器和套管存在的老化及受潮问题，取得了显著经济和社会效益。依托本项目，编写该技术领域国内目前唯二的行业标准以及唯一企标。授权 23 项专利及软件著作权，发表文章 18 篇（其中 9 篇 SCI 检索）。由我国绝缘技术领域著名专家雷清泉院士担任主任委员的成果鉴定委员会一致认为，该项目取得了突出成果，处于国际领先水平。

中压交联聚乙烯电缆是城市配电网的主动脉，其运行状态直接决定了城市电网供电的安全可靠性。水树是交联聚乙烯（XLPE）电缆在微水及高电压长期作用下，逐渐出现的一种类似树状结构的绝缘劣化现象。统计表明，主绝缘水树老化是导致运行15年以上电缆发生本体击穿故障的主要原因，占比达到80%。随着电缆服役时间的延长，水树老化变得日益严重，发现并解决电缆水树老化问题追在眉睫。 项目组通过探索电缆水树老化机理及抑制措施，在运行电缆水树老化程度诊断、水树修复以及新电缆抗水树性能快速入网检测等三个方面均取得开创性突破，项目整体达到国际领先水平。

本项目从根本上解决了传统SFa气体检测方式的盲目性和带后性，从仅在定期检验或接到气室泄露的报警后才能得到告知转变为实时采集，消除了断路器微水含量超标无法及时发现的隐患。基本上解决了断路器SF6气体监测的不精确而造成误报和拒报，转换单元巧妙的将采集单元采集来的电容量信号转化为频率信号，情气单位和传输介质特殊材料的选择，都极大的提高了SF6气体监测的有效性和抗干扰能力。部分解决了电力行业“人工”矛盾。SFa断路器微水含量在线监测装置安装便捷、安全高效，两到三人即可完成，大大缓解了电力行业因人员紧缺造成的人工矛盾。SF6断路器微水含量在线监测装置投入使用后，实现了SF6断路器微水含量的实时精确采集，消除了断路器的运行隐患，为电网的安全稳定运行奠定了坚实的基础。该装置极具推广价值，预计市场广阔。电力行业全面推广根据国家电网公司运行规程：在设备投运前和运行中，都必须对SF6气体的密度进行定期检测。该项目凭借其超前的构思理念、精巧的结构设计、安全方便的实用价值，能够在电力行业全面推广应用。