六氟化硫絕緣開關(guān)氣體中微水含量在線監(jiān)測原理與方法的研究.pdf

1、當(dāng)SF6高壓開關(guān)氣體中的水分含量達(dá)到一定程度時，不僅會與電弧作用下的氣體分解物反應(yīng)產(chǎn)生毒性物繼而引起設(shè)備的化學(xué)腐蝕，而且會使固體絕緣水平下降引起絕緣閃絡(luò)，嚴(yán)重影響設(shè)備的電氣性能、機(jī)械性能，造成許多嚴(yán)重的不良后果。論文闡述了SF6氣體微水的來源及其危害。從濕度理論出發(fā)，研究了SF6氣體中微水含量的變化規(guī)律及其對開關(guān)設(shè)備的危害程度之間的關(guān)系。針對現(xiàn)有規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)中控制水分的指標(biāo)的缺點和局限，提出了采用相對濕度作為監(jiān)測特征量并轉(zhuǎn)換為露點以直觀表示

2、設(shè)備絕緣狀況；采用30％相對濕度及0℃以下露點作為監(jiān)測的臨界值與允許值；同時推導(dǎo)出了體積比單位在不同溫度下的折算方法，以結(jié)合現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，綜合分析，做出判斷結(jié)論。 通過性能比較、分析并結(jié)合在線監(jiān)測的具體技術(shù)要求，選擇、制備了具有物理吸附作用且能在0-100％相對濕度范圍內(nèi)全程連續(xù)檢測的高分子薄膜濕度傳感器。采用飽和鹽溶液法得到相應(yīng)級別的濕度標(biāo)準(zhǔn)，對傳感器進(jìn)行標(biāo)定試驗并采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理方法，建立了感濕特征量與氣相濕度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，

3、最終給出其數(shù)學(xué)模型和各種指標(biāo)。設(shè)計了微量水分傳感器的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)標(biāo)定、試驗裝置。試驗表明，高分子薄膜電容式濕度傳感器可用于SF6氣體微水在線監(jiān)測并能取得線性度、分辨率較好的檢測數(shù)據(jù)。 結(jié)合傳感器特性，對傳感器的信號采集與調(diào)理轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行分析及具體設(shè)計。應(yīng)用電容-頻率轉(zhuǎn)換的數(shù)字化測量方法具有較好的抗干擾效果和較高的測量分辨率，適宜于遠(yuǎn)距離傳輸和監(jiān)測。采用了基于多周期同步法的PCI總線頻率卡與工業(yè)控制微機(jī)接口，進(jìn)行頻率測量。

4、提出了微水含量在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理及實施方案，設(shè)計了系統(tǒng)的整體硬件結(jié)構(gòu)以提高測量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度并降低溫度的影響和雜散干擾。利用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)設(shè)計了在線監(jiān)測系統(tǒng)的軟件以控制信號采集與數(shù)據(jù)處理，并利用軟件技術(shù)改善傳感器靜態(tài)、動態(tài)特性，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行線性化處理以提高測量準(zhǔn)確度。引入并采用了模糊理論用于微量水分測量，使測量最大誤差不大于5％，具有較高的精確度和復(fù)現(xiàn)性。同時提出基于單傳感器的分批估計數(shù)據(jù)融合算法，優(yōu)于算術(shù)平均值法，便于數(shù)據(jù)