碳納米管傳感器及檢測(cè)局部放電導(dǎo)致SF6分解生成的組分研究.pdf

1、氣體絕緣組合電器（Gas Insulated Switchgear，簡(jiǎn)稱GIS）內(nèi)部發(fā)生局部放電（Partial Discharge，簡(jiǎn)稱PD）是絕緣故障早期的主要表現(xiàn)形式，PD會(huì)引起SF6氣體發(fā)生分解，通過(guò)對(duì)SF6分解組分的檢測(cè)與分析可以監(jiān)測(cè)GIS內(nèi)部局部放電發(fā)展情況以及進(jìn)一步對(duì)引發(fā)PD的原因進(jìn)行診斷。目前，雖然氣相色譜、紅外光譜等多種方法已經(jīng)用于局部放電下SF6分解生成組分的檢測(cè)，并取得了不錯(cuò)的效果，但各種方法依然存在諸多不足。為此

2、，本文將多壁碳納米管（multi-wall carbon nanotubes，簡(jiǎn)稱MWNTs）應(yīng)用于局部放電下SF6氣體分解組分的檢測(cè)，這在國(guó)內(nèi)尚屬首次。
　　 碳納米管（carbon nanotubes，簡(jiǎn)稱CNTs）是在1991年發(fā)現(xiàn)的一種新興的一維納米材料，其特殊的結(jié)構(gòu)賦予了它許多獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，把CNTs作為氣敏傳感材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文在已研制的SF6氣體局部放電分解實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和自行設(shè)計(jì)

3、的基于碳納米管傳感器的氣體組分檢測(cè)裝置的基礎(chǔ)上，利用研制的MWNTs氣體傳感器對(duì)在針-板缺陷下放電24小時(shí)導(dǎo)致SF6分解生成的組分及20 μL/L的SOF2和SO2F2標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行了檢測(cè)。取得主要成果有：
　　 對(duì)碳納米管進(jìn)行了混酸（濃硝酸和濃硫酸）處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CNTs的功能化修飾，并對(duì)修飾前后的CNTs進(jìn)行了透射電鏡和紅外光譜分析；研制了以印刷電路板為基底的MWNTs氣體傳感器，同時(shí)設(shè)計(jì)了包括缸體、真空泵、真空表、壓力表、交

4、流接觸器、數(shù)顯調(diào)節(jié)儀、電爐、熱電阻、阻抗分析儀等主要部件的氣體組分檢測(cè)裝置。
　　 利用SF6局部放電分解試驗(yàn)裝置，采集了在針-板缺陷下放電24小時(shí)導(dǎo)致SF6分解生成的氣體組分，分別利用未經(jīng)修飾和已修飾過(guò)的MWNTs對(duì)分解組分進(jìn)行了氣敏性檢測(cè)和吸附特性分析，以及用SOF2和SO2F2標(biāo)準(zhǔn)氣體作了同樣的吸附性能檢測(cè)試驗(yàn)，結(jié)果證明混酸修飾提高了碳納米管對(duì)SF6分解組分的敏感性；研究了MWNTs氣體傳感器氣敏性與溫度的關(guān)系，得出混酸修