[發明專利]測量SF6分解氣體中H2S濃度的方法

無效

• 申請號: 201410171521.3
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103900983A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 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: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

技術領域

本發明屬于光電技術檢測領域。

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、SF₂、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，來范瑩設備中SF₆氣體的優劣程度。優點：測量成分多，精度較高。缺點：易受實驗環境條件影響，不能實時監測。

紅外光吸收譜法：利用SF₆氣體在紅外波長的特征吸收峰來測量其濃度的方法，是目前主要研究的測量SF₆氣體方法，主要使用設備是傅里葉紅外光譜儀。優點為測量精度高、能夠實時在線檢測，不受環境影響。缺點：需要使用傅里葉紅外光譜儀，設備昂貴，且當散射較強時需要對測量結果進行修正。

發明內容

本發明是為了解決在SF₆分解氣體測量時，測得的SF₆分解氣體中H₂S氣體濃度的精度低的問題，現提供測量SF₆分解氣體中H₂S濃度的方法。

測量SF₆分解氣體中H₂S濃度的方法，該方法是基于下述裝置實現的，所述裝置包括：氘光源、第一聚光鏡、樣品池、第二聚光鏡和光譜儀；

氘光源發出的光經過第一聚光鏡透射至樣品池中，樣品池將該光透射至第二聚光鏡上，第二聚光鏡將該光透射至光譜儀的入射狹縫中；

所述光譜儀的入射狹縫位于第二聚光鏡的焦點處；

所述樣品池用于填充待檢測氣體；

所述測量SF₆分解氣體中H₂S濃度的方法包括以下步驟：

步驟一：在樣品池中充入大氣，打開氘光源，通過光譜儀獲得大氣的光譜I₀(λ)；

步驟二：在樣品池中充入待檢測的SF₆分解氣體，通過光譜儀獲得SF₆分解氣體的光譜I(λ)；

步驟三：依據比爾定律，利用步驟一獲得的大氣的光譜I₀(λ)和步驟二獲得的SF₆分解氣體的光譜I(λ)，獲得充入樣品池中的待測H₂S氣體的濃度N。

上述氘光源為氘燈。

氘光源發出的光經過第一聚光鏡后，獲得的輸出光為平行光。

上述第一聚光鏡和第二聚光鏡均為石英透鏡。

光譜儀為maya2kPRO型光譜儀。

樣品池為兩端密封的圓筒結構。

樣品池的內徑為30mm，長度為40mm。

步驟三中根據比爾定律獲得待測H₂S氣體濃度N的方法為：對公式

I(λ)＝I₀(λ)e^σN