离子迁移技术用于六氟化硫分解产物检测的基础问题研究

利用现场监测六氟化硫分解成分的浓度变化，借此判断六氟化硫电器中的故障情况，是一项很有前途的电力系统现场监测技术。本研究针对离子迁移技术在检测六氟化硫主要特征分解成分中的重要基础问题，进行深入的研究探讨。这些研究包括：大气压下，SF6主要特征分解产物荷电性的研究，重点研究高浓度SF6中低浓度分解成分的荷电条件（包括：电子注入量、场强、气流速度等）；大气压下，SF6及其主要特征分解产物迁移率的测定，重点研究SF6浓度、场强对其分解成分迁移率的影响规律；利用前面数据，采用环状迁移室设计结构，研究离子注入电压波形、迁移电压、迁移室长度对SF6及其主要特征分解产物的的分离规律，探讨脉冲迁移电压的分离效果；通过对上述研究中尾气成分的分析，研究荷电、迁移参数对离子反应的影响规律，探讨离子预分离技术抑制检测过程的离子反应。上述研究结果为设计实用化六氟化硫分解产物测试仪提供重要基础数据。

对离子迁移技术用于六氟化硫分解产物检测进行了若干基础问题的研究，这些基础问题包括：高压电源的研究、电子源的研究、迁移室的研究、电子和离子迁移特性的研究、六氟化硫主要分解产物电子吸附特性研究，以及主要分解产物分离技术的研究。. 对高压电源的研究，我们研制出了一种一体化电源系统，该电源系统能产生峰值0-20KV的脉冲电晕高压，同时能产生用于迁移电场的直流/脉冲可切换高压。. 在对针-板、针-网电极系统放电特性研究的基础上，研制出了高效针-环脉冲放电电子源系统，1个大气压下单次脉冲可产生2×109~14×109个有效电子，电子有效率为0.3%~3.6%。.研制了针-环脉冲电子源与迁移室组合系统，对该系统的电场特性、气流分布进行了模拟分析。采用该系统，深入研究了一个大气压下的电子迁移特性、六氟化硫主要分解产物的电子吸附和对应离子的迁移特性。研究表明：大气压下，迁移距离和迁移场强是影响有效电子迁移的主要因素，脉冲电晕电压影响不大；电子迁移速度在我们研究的场强范围内与迁移场强关系不大。六氟化硫主要分解产物对应负离子的迁移规律为：迁移时间与迁移场强呈现较好的线性关系；迁移率在低场强情况下受场强影响较大，当场强达到一定值后趋于恒定值。对六氟化硫主要分解产物电子吸附特性的研究没有达到预期目标，所得结果与前人结果存在较大差别，主要原因是气体浓度控制及影响因素方面考虑不够，但研究经验为今后的研究提供了方向。.采用所设计半导体高低温冷阱分离系统，对SF6和三种主要分解产物（SF4、SOF2、SO2F2）的分离、浓缩特性研究表明：在合适的温度下，使用合适的吸附剂，三种主要分解产物均能从SF6中有效浓缩、分离出来。. 本研究目前已发表英文论文两篇，其中一篇为SCI收录杂志，另一篇为EI收录杂志。正在审稿论文一篇。. 我们已与国网河南省电力公司济源供电公司签订了技术合同“GIS中SF6中间分解产物浓缩取样技术研究”，目标是将我们的半导体高低温冷阱分离系统产品化。由于济源电力公司要求专利，因此，我们的发明专利延迟申请。.本研究工作培养博士生两名，其中毕业一名，在读一名；培养硕士研究生三名，其中毕业两名，在读一名。