Ölgefüllte Buchsen, Transformatoren und andere ölarme Geräte sind eine der Hauptausrüstungen im Stromnetz, die eine wichtige Rolle im Stromnetz spielen, und ihre Zuverlässigkeit wirkt sich direkt auf die Betriebssicherheit von Transformatoren und Stromnetz aus. Aufgrund der Besonderheit der Ölaufnahmestruktur von ölarmen Geräten gibt es derzeit nur wenige wirksame Live-Erkennungs- oder Online-Überwachungsmethoden für ölgefüllte Buchsen und andere ölarme Geräte. Wenn eine einfache und wirksame Online-Überwachungsmethode angewendet werden kann, um die Defekte rechtzeitig vor dem Ausfall der ölgefüllten Buchse zu erkennen und wirksame Maßnahmen zu ergreifen, können schwere Unfälle vermieden werden.
Wasserstoff ist das wichtigste charakteristische Gas bei der inneren Entladung (Teilentladung, Funken und Lichtbogen) von ölgefüllten elektrischen Geräten. Die Wasserstofferkennung ist auch eine von IEEE (IEEEC57.104-1991) anerkannte Methode zur Früherkennung von Fehlern bei ölgefüllten elektrischen Geräten, die häufig zur Überwachung früher Fehler bei ölgefüllten elektrischen Geräten eingesetzt wird. Durch die Installation eines Online-Erkennungsgeräts für Wasserstoff in Öl am Öleinlassventil von ölgefüllten Buchsen und anderen ölmangelhaften Geräten kann die Wasserstoffkonzentration im Öl ölmangelhafter Geräte in Echtzeit und online überwacht werden. Wenn die Konzentration und die Änderungsrate des im Öl gelösten Wasserstoffs einen bestimmten Grenzwert überschreiten, kann ein Alarmsignal gesendet und rechtzeitig wirksame Maßnahmen ergriffen werden, um das Auftreten von Ausfällen ölgefüllter Geräte zu reduzieren oder zu vermeiden.
Darüber hinaus zersetzen sich Öl und Papier und es entsteht Gas, wenn es bei ölmangelhaften Geräten zu internen Entladungen oder thermischen Ausfällen kommt. Wenn die Löslichkeit des Gases die des Öls übersteigt, sammelt sich das Fehlergas im Öllagerschrank oben am Gehäuse, was den Innendruck des Gehäuses erhöht. Daher wird die Echtzeitüberwachung des Innendrucks des Gehäuses durch die Installation eines Drucksensors am Öleinlassventil des ölmangelhaften Geräts realisiert. Wenn der Innendruck von ölmangelhaften Geräten wie Gehäusen einen bestimmten Grenzwert überschreitet, wird ein Alarmsignal gesendet und es werden rechtzeitig wirksame Maßnahmen ergriffen, um das Auftreten von Geräteausfällen zu vermeiden.
Ein zu hoher Mikrowassergehalt im Öl beschleunigt die Alterung von Isoliermaterialien und verringert deren dielektrische Festigkeit. In extremen Fällen kann dies zu Lichtbögen und Kurzschlüssen zwischen den Wicklungen führen. Daher ist es sehr wichtig, den Gehalt und die Änderungsrate von Mikrowasser im Öl von ölarmen Geräten kontinuierlich zu überwachen, um die Isolationseigenschaften von ölarmen Geräten wie Gehäusen kontinuierlich zu bewerten.
Angesichts der geringen strukturellen Festigkeit des Gehäusekörpers des Ölentnahmeventils, des engen Einbauraums und der Vibrationsintensität während des Betriebs des Gehäuses besteht bei der Installation des Online-Überwachungsgeräts die Gefahr von Öllecks und Ölaustritt an der Verbindung des Ölentnahmeventilanschlusses. Darüber hinaus führt die Installation separater Wasserstoffsensoren, Drucksensoren und Mikrowassersensoren über den Dreiwege- (T) oder Vierwege- (+)-Anschluss nicht nur zu einer Verringerung der Erkennungsgenauigkeit und Reaktionsrate von Wasserstoff und Mikrowasser aufgrund der Existenz von "Bypassed Area", sondern die Zunahme des Adapters erhöht auch die versteckten Gefahrenpunkte von Öllecks und Ölaustritt.
Daher besteht dringender Bedarf an einem Online-Gerät mit kleinem Volumen und geringem Gewicht, das die integrierte Überwachung von vier Parametern wie Wasserstoff im Öl, Öldruck, Mikrowasser im Öl und Öltemperatur ermöglicht.
Mit Unterstützung der State Grid Shaanxi Electric Power Company verwendet H2SENSE Dünnschichtsensortechnologie mit vollständig unabhängigen Wissensprodukten. Durch die ausgereifte MEMS-Technologie wird die Integration von Multiparametermessungen auf Chipebene realisiert und ein Multiparameter-Online-Überwachungsgerät (Vierparameter-Integration) entwickelt, das für Wasserstoff, Öldruck, Mikrowasser in Öl und Öltemperatur in ölarmen Geräten geeignet ist. Das Produkt ist klein und leicht (300 g, ohne Adapter) und kann direkt am Öleinlassventil von ölarmen Geräten installiert werden. Es kann eine Online-Überwachung von Wasserstoff, Öldruck und Mikrowasser in Öl realisieren, die inländische Lücke füllen und amerikanische Importprodukte ersetzen.
Ein Wasserstoffsensor auf Basis der Dünnschichttechnologie aus Palladiumlegierungen wird zur Erkennung von gelöstem Wasserstoff in Öl verwendet. Der Sensorchip kann ohne Öl-Gas-Trennvorrichtung und bewegliche Teile direkt in Transformatoröl eingesetzt werden und vereinfacht die Sensorstruktur. Dies reduziert die Wartungskosten erheblich und verlängert die Lebensdauer des Wasserstoffsensors. Der ausgereifte und zuverlässige Dünnschichtdrucksensor wird zur Öldruckmessung verwendet. Er zeichnet sich durch eine hohe Erkennungsgenauigkeit und einen großen Bereich aus und eignet sich zur Messung des Drucks von Mineralölmedien. Mikrowasser in Öl wird durch einen kapazitiven Polyimid-Dünnschicht-Feuchtigkeitssensor erkannt.
Im Jahr 2021 hat der 4-in-1-Sensor die Typprüfung des Zentrums für die Qualitätsprüfung und Prüfung elektrischer Geräte der Elektroindustrie bestanden. Die Prüfergebnisse sind qualifiziert und die geprüften Artikel erfüllen die Anforderungen von DL/T 1432.1-2015 und anderen Normen.
Wichtigste technische Parameter des Vier-in-Eins-Wasserstoffsensors
