[發明專利]六氟化硫分解組分的自動恒溫型光聲檢測裝置及實驗方法

無效

• 申請號: 201110414592.8
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102519904A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 唐炬;裘吟君;張曉星;范敏;袁靜帆;劉巖
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01N21/01;G01M3/26;B08B9/08
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 胡正順

技術領域

本發明屬于六氟化硫(SF₆)氣體絕緣電氣設備局部放電(PD)的在線監測技術領域，具體涉及GIS中SF₆局部放電下分解組分的自動恒溫型光聲光譜檢測裝置及實驗方法。

背景技術

氣體絕緣組合電器(GIS)，以SF₆氣體作為絕緣介質，具有絕緣強度高、運行穩定、占地面積少和維護工作量小等優點，在電力系統中，尤其在大中城市城網建設和改造中得到愈來愈廣泛的應用。但從近年來的運行情況看，國內外的GIS在使用中都出現了許多問題，其內部不可避免的缺陷會引起故障并隨著運行時間的增長而不斷擴大，其中突出表現為絕緣缺陷引起的故障。絕緣缺陷在引起絕緣介質的貫穿性故障之前會出現局部放電現象，在局部放電發生時，SF₆氣體在熱、電的作用下會發生分解，并與GIS設備內部存在的微水(H₂O)、微氧(O₂)等雜質發生反應，生成一些對故障類型判斷有價值的特征氣體，如二氧化硫(SO₂)、氟化亞硫酰(SOF₂)、氟化硫酰(SO₂F₂)、氟化氫(HF)等，如果局部放電的位置出現在固體絕緣介質附近，還會有二氧化碳(CO₂)、四氟化碳(CF₄)等成分產生。因此，可以通過對SF₆氣體進行檢測和組分分析，通過氣體組分的類型和含量來判斷絕緣缺陷的類型和程度，為GIS設備的絕緣水平的判斷和狀態檢修提供依據，從而避免嚴重故障和大停電事故的發生，所以研究六氟化硫局部放電下分解組分的檢測裝置和實驗方法是保證電力系統安全運行，保證國民生產正常進行的重要手段之一。

現有六氟化硫局部放電下分解組分的光聲檢測裝置和實驗方法：申請號為201010295554.0的專利“局放下六氟化硫分解組份的紅外光聲光譜檢測裝置及方法”，公開的裝置主要包括無電暈實驗變壓器、感應調壓器、無局部放電保護電阻、無感電阻、標準電容分壓器、GIS模擬元件、寬頻高速超大容量數字存儲示波器、紅外光聲光譜系統等；公開的實驗方法包括：(1)檢測前的準備；(2)檢測局放下六氟化硫分解組分的濃度；(3)清洗及維護。該專利的主要缺點是其所采用的紅外光聲光譜系統是開放式裝置，不能自動恒溫，在實際現場檢測時受環境溫度的影響較大，光聲檢測裝置的穩定性、檢測的準確性和精度得不到保證，不適用于在線監測。

發明內容

本發明的目的在于針對現有的六氟化硫局部放電下分解組分的光聲檢測裝置及方法的不足之處，提供一種六氟化硫分解組分的自動恒溫型光聲檢測裝置及實驗方法，具有靈敏度高、檢測范圍寬、檢測速度快、檢測精度高、不需要消耗載氣、能自動恒溫而不受外界環境影響、特別適合于在線監測等優點，為進一步完善和改進SF₆局部放電分解組分的光聲光譜在線監測系統奠定了基礎。

本發明的主要特點是在現有紅外光聲光譜檢測系統中增設自動恒溫裝置，其自動恒溫的原理在于通過檢測光聲池內部的溫度信號來控制加熱回路的通斷，以達到恒溫的目的。由于光聲光譜氣體檢測法本質上是利用了氣體紅外熱吸收效應和光聲池的聲學理論，溫度的變化會影響氣體的紅外吸收效應和光聲池的各種性能參數，從而影響到光聲光譜檢測系統的檢測精度和穩定性，因此本發明為現有的紅外光聲光譜檢測系統添加了自動恒溫裝置，使系統恒定在預設的溫度，有利于提高紅外光聲光譜檢測系統的穩定性和檢測的準確性。

實現本發明目的的技術方案是：一種六氟化硫分解組分的自動恒溫型光聲檢測裝置，主要包括無暈實驗變壓器、調壓器、無局放保護電阻、無感電阻、電容分壓器、GIS模擬元件、寬頻高速超大容量數字存儲示波器、紅外光聲光譜檢測系統、自動恒溫系統等。其中：所述的紅外光聲光譜檢測系統，主要由寬頻紅外光源、硒化鋅透鏡、機械斬波器、斬波器控制器、濾光片輪、濾光片、硒化鋅窗片、光聲池、氣壓表、微音器、信號傳輸電纜、氣體閥門、輸氣管、真空泵、光學支架、鎖相放大器及計算機等組成。本發明的特征是：在所述的紅外光聲光譜檢測系統中的光聲池的外部裝設自動恒溫系統。所述的自動恒溫系統主要由開關電源、固態繼電器、智能數顯溫度調節儀、環形加熱帶、熱電偶等組成。