[發明專利]紫外光譜在線監測SF6電氣設備內SO2的系統及方法

有效

• 申請號: 201210384046.9
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN102901915A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 黃云光;王先培;朱立平;趙宇;余志祥;董政呈;譚學園;劉陳瑤
• 申請（專利權）人: 廣西電網公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術領域

本發明涉及SF₆電氣設備的放電故障檢測領域，尤其涉及紫外光譜在線監測SF₆電氣設備內SO₂組分的系統及方法。?

背景技術

SF₆氣體十分穩定，具有優異的絕緣和滅弧性能，是迄今為止最理想的絕緣、滅弧介質，被廣泛應用于氣體絕緣組合電器（GIS）中。然而SF₆電氣設備在正常運行狀態下，SF₆氣體仍會在電弧、火花和電暈放電作用下發生分解，生成的離子和離子團與GIS內存在的微量水分、氣體雜質、金屬電極材料和固體絕緣材料等發生反應，生成復雜的衍生物。這些衍生物的存在會造成設備內部金屬部件的腐蝕、絕緣材料的性能劣化以致設備絕緣性能的下降，一旦設備發生故障，造成的損失將不可估量；同時有毒的氣體衍生物也會給現場工作人員的人身安全帶來極大隱患。所以對SF₆電氣設備的運行狀況進行實時在線監測，實現及時及早維護是十分有必要的。（參見文獻1）?

目前，SF₆電氣設備內的氣體檢測的主要方法是現場采集設備內氣體，然后送至實驗室進行深入分析，使用的方法為中紅外光譜法或色譜-質譜聯用法。由于這些方法所需的設備體積龐大，無法應用于現場，故采樣間隔較長，不利于及時發現設備的故障缺陷。鑒于在線監測系統具有實時性強、檢測周期短、分析速度快等特點，在線監測SF₆電氣設備內氣體組分必將成為未來發展的趨勢。SO₂作為SF₆氣體在電弧、火花、電暈放電作用下穩定的特征衍生物，是?設備在正常工作情況下不應存在的組分，因此SO₂的產生可在一定程度上表征設備的內部絕緣性能的下降。?

本發明基于SF₆小電氣設備內部放電故障原理、紫外光譜分析原理、SF₆氣體分解理論、SO₂頻譜特性以及在線監測系統結構，改善了當前檢測手段所造成的采樣間隔長、不能實現在線監測等問題，具有檢測周期短、分析速度快、實時性強、對環境要求不高、便于現場檢測等特點。本發明采用可實現自動控制的氣路裝置對SF₆電氣設備內氣體進行取樣，并能夠實現自動和手動兩種模式；采用的狀態分析方法能自動完成對SF₆電氣設備內部放電故障的診斷，具有針對性強、識別精度高、自動化程度高、計算機信息化、數據便于保存等特點，對實現SF₆電氣設備狀態的在線監測和保證電網安全穩定運行具有重要的意義。?

文獻1：SF₆氣體及其衍生物的紅外光譜分析[J].蔡濤，王先培，黃云光，杜雙育等.光譜學與光譜分析，2010，Vol.30No.11.?

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種紫外光譜在線監測SF₆電氣設備內SO₂組分的系統及方法，以實現對SF₆電氣設備的現場快速自動化檢測。通過對SO₂氣體的檢測得出SF₆電氣設備的運行狀態與故障變化趨勢，為操作維護人員提供重要預警信息，從而及時做出決斷和進一步的精確檢測。?

解決上述技術問題本發明的技術方案是：?

1.紫外光譜在線監測SF₆電氣設備內SO₂的系統，該系統主要包括氣體采樣池、下位機控制模塊、紫外光譜儀、氘燈光源、真空泵、待測SF₆電氣設備、上位機數據處理與狀態分析模塊；?

（1）各部分結構及功能?

所述氣體采樣池主體為直通管道，直通管道兩端各設有結構相同的一個組合體結構的采樣接口模塊，都固定于方形底座上，其一端為進氣口，另一端為出氣口；在每個采樣接口模塊分別都設有一個光纖耦合接口、采樣接口模塊密封螺孔和采樣接口模塊密封端蓋；此外還分別設有一個與采樣接口模塊相貫的變送器接口空心螺栓，它不但可以連接變送器，還是外界與氣體采樣池進行氣體交換的通道；?

所述下位機控制模塊是一臺控制器，其結構包括MCU1、MCU2和POWER三個部分，又分為以下子模塊：單片機模塊，繼電器模塊，電源模塊，變送器輸入模塊，顯示模塊，按鍵模塊，PCF8563時鐘模塊；?