[發明專利]便攜式SF6氣體分解物光聲光譜檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201210216101.3
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102721645A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 云玉新;姚金霞;趙笑笑;李秀衛;王輝;鄭建
• 申請（專利權）人: 山東電力集團公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/35;G01N21/01
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明屬于六氟化硫(SF₆)氣體絕緣金屬封閉電氣設備狀態檢測技術領域，具體涉及便攜式SF₆氣體分解物光聲光譜檢測裝置及檢測方法。

背景技術

SF₆氣體絕緣金屬封閉電氣設備（GIS）具有絕緣強度高、運行安全穩定、利于環境保護、檢修周期長、占地面積小和維護工作量小等優點，在電力系統中，尤其是在大中城市城網建設和改造中得到廣泛應用。但是從近年的運行情況看，國內外的GIS在運行中都出現了許多問題，主要是其內部不可避免的缺陷引起的故障，一旦故障發生，GIS由于其封閉的結構使得故障的診斷和檢修工作的執行非常困難，并且故障會隨著運行不斷擴大，因此會導致不可估量的經濟損失。GIS的故障模式主要是絕緣故障，絕緣故障最通常的特征是：GIS中的絕緣介質在完全擊穿前發生局部放電，在局部放電的作用下，SF₆氣體發生分解，并與雜質中的氧氣(O₂)、水(H₂O)以及有機物發生復雜的化學反應，生成的主要產物有二氧化硫(SO₂)、氟化亞硫酰(SOF₂)、氟化硫酰(SO₂F₂)、四氟化碳(CF₄)及氟化氫(HF)等。局部放電產生的這些活性氣體會加速絕緣的老化和腐蝕金屬，進而加劇局部放電程度，最終引發GIS故障，故必須對這些氣體雜質進行含量限制，有必要對分解氣體進行檢測。同時，可以通過定期對GIS內部局部放電分解組分，如：SO₂、SO₂F₂，SOF₂，CF₄，HF等進行監測和分析，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。

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檢測裝置只能對SF₆氣體局部放電分解組分的類型和含量進行離線檢測，通過用采氣袋采集GIS模擬元件里面局部放電產生的SF₆分解氣體，然后通入光聲光譜檢測裝置進行檢測，該裝置存在三個方面的問題：1、該裝置只能通過采氣袋采氣，然后注入到光聲光譜檢測裝置中，由于采氣袋的密封性、采集過程和存放時間都會對分解組分的濃度有影響，因此不能保證檢測的精度；2、該裝置體積龐大，由多個（寬譜紅外光源、硒化鋅透鏡、斬波器、斬波器控制器、濾光片輪、濾光片、硒化鋅窗片、光聲池、光學支架、鎖相放大器及計算機等）分離的元件構成，現場使用不方便；3、檢測方法中，人工操作多，讀數必須通過示波器，不便于現場自動檢測。

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只能進行離線檢測，不適合用于現場檢測，提供一種便攜式SF₆氣體分解物光聲光譜檢測裝置及檢測方法，具有靈敏度高、自動實現檢測和濃度的換算、檢測速度快、檢測精度高、便于攜帶、特別適合在線監測等優點。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種便攜式SF₆氣體分解物光聲光譜檢測裝置，它包括外殼，在外殼內設有拋物面柱鏡，在拋物面柱鏡上設有紅外光源，在拋物面柱鏡前方依次設有斬波器、濾光片輪以及光聲池，在濾光片輪上設有若干沿圓周方向均勻分布的若干濾光片，紅外光線穿過濾光片進入光聲池的光窗；光聲池設有微音器、氣壓傳感器、溫度傳感器，光聲池與輸氣管和真空管路連接，真空管路與真空泵連接；斬波器與斬波器控制器連接，濾光片輪與單片機連接，微音器與鎖相放大模塊，氣壓傳感器與單片機連接，溫度傳感器與A/D轉換器連接，A/D轉換器與鎖相放大模塊連接，單片機與液晶驅動及顯示屏和工作電源連接。