[發明專利]利用光譜吸收法測量SF6分解物CF4氣體濃度的方法

無效

• 申請號: 201410171337.9
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103940771A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 魯鋼;劉洋;宋杲;顏湘蓮;季嚴松;蘇鎮西;楊韌;趙也;姚強
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;黑龍江省電力科學研究院;中國電力科學研究院;國網安徽省電力公司電力科學研究院;國網陜西省電力公司電力科學研究院;國網重慶市電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

技術領域

本發明屬于光電檢測技術領域。

背景技術

六氟化硫(SF₆)具有優良的絕緣滅弧性能和理化特性，作為絕緣介質既可以減小設備尺寸，又能提高絕緣強度，伴隨著城市用地的日益緊張，廣泛應用于組合絕緣電器(GIS)、斷路器(GCB)、變壓器(GIT)、電纜(GIC)、輸電管道(GIL)等輸配電設備中。

純凈的SF₆是無色、無毒、無味、不燃的惰性氣體，在溫度為150℃及以下時不易與其它物質發生化學反應，正常運行時分解產物極少或不分解。當SF₆設備中發生絕緣隱患或故障時，無論是局部電暈、火花或是電弧放電，都必然會引起能量釋放，這些能量會使SF₆氣體發生分解反應，生成H₂S、SO₂、CF₄、SF₃、SF₄等多種低氟硫化物。SF₆分解組分會加速GIS內絕緣的老化和金屬材料表面的腐蝕，加重局部放電程度，嚴重時還會導致GIS發生突發性絕緣故障。因此對SF₆濃度的測量是必須的。

目前國內外均有大量商業化的SF₆檢測器，歸納起來主要有4種測量方法：高壓擊穿法、色譜法、離子移動度計和紅外光吸收譜法。

高壓擊穿法主要是根據待測SF₆擊穿電壓的變化來進行定性測量，并不能定量給出SF₆氣體濃度，而且不能實時在線監測。

色譜法：色譜法被廣泛應用于復雜組分的分離與鑒定。一般由真空系統、進樣系統、離子源、檢測器和計算機控制等部分組成。優點是測量精度和靈敏度較高。缺點是設備昂貴，且不能實時在線監測。

離子移動度計法：它是通過對設備中SF₆氣體總體雜質含量的測定，來反應設備中SF₆氣體的優劣程度。優點是測量成分多，精度較高。缺點是易受實驗環境條件影響，不能實時監測。

發明內容

本發明目的是為了解決現有測量CF₄氣體濃度的方法不能同時滿足測量精度高和測量設備成本低，并且不能實現在線監測的問題，提供了一種利用光譜吸收法測量SF₆分解物CF₄氣體濃度的方法。

本發明所述利用光譜吸收法測量SF₆分解物CF₄氣體濃度的方法，測量CF₄氣體濃度的具體過程為：

步驟一、在樣品池中充入大氣，將激光器發射的激光光束通過第一聚光鏡變成平行光束入射至樣品池內，經該樣品池透射的光束采用第二聚光鏡匯聚到光譜儀的入射狹縫中，通過該第二聚光鏡獲取樣品池中大氣的光譜I₀；

步驟二、將樣品池中的大氣替換成待測氣體CF₄；重復步驟一的光信號處理過程，進而通過光譜儀獲取待測氣體CF₄的光譜I；

步驟三、根據比爾定律，利用步驟一和步驟二獲取的結果獲取待測氣體CF₄的濃度N。

本發明的優點：本發明所述利用光譜吸收法測量SF₆分解物CF₄氣體濃度的方法能夠測量1ppm以上CF₄氣體的濃度，能夠精確測量分解氣體中CF₄氣體的濃度。同時，本發明易于實際應用、裝置簡單、數據處理過程簡單、測量精度高，能夠實時在線監測。測量精度達1ppm。

附圖說明

圖1是本發明所述利用光譜吸收法測量SF₆分解物CF₄氣體濃度的方法所基于的裝置結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述利用光譜吸收法測量SF₆分解物CF₄氣體濃度的方法，測量CF₄氣體濃度的具體過程為：

步驟一、在樣品池3中充入大氣，將激光器1發射的激光光束通過第一聚光鏡2變成平行光束入射至樣品池3內，經該樣品池3透射的光束采用第二聚光鏡4匯聚到光譜儀5的入射狹縫中，通過該第二聚光鏡4獲取樣品池3中大氣的光譜I₀；