[發(fā)明專(zhuān)利]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610141043.0
• 申請(qǐng)日: 2016-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105675587B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小華;劉定新;袁歡;榮命哲;楊?lèi)?ài)軍;吳翊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/71
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/71;G01R31/00
• 代理公司: 北京鼎承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 張波濤;管瑩

本公開(kāi)提供了一種電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)方法和裝置，旨在解決電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)難題。本公開(kāi)的技術(shù)關(guān)鍵在于：將激光聚焦到電力設(shè)備內(nèi)部和/或表面的待檢測(cè)物質(zhì)，在被測(cè)物質(zhì)處經(jīng)激光誘導(dǎo)產(chǎn)生等離子體，通過(guò)對(duì)等離子體的光譜測(cè)量，定量的分析被檢測(cè)物質(zhì)的組成成分和含量，從而對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的老化、化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)、表面吸附、放電產(chǎn)物沉積、真空泄漏、微水測(cè)量、固體溶解、液體溶解、氣體溶解等一系列現(xiàn)象進(jìn)行判斷，達(dá)到電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及電力技術(shù)，具體涉及一種電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

電力設(shè)備的檢修是整個(gè)電力系統(tǒng)管理工作的重要組成部分，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行起著重要作用。電力設(shè)備的檢修方式主要有停電檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)，停電檢測(cè)需要將設(shè)備退出運(yùn)行，然后根據(jù)設(shè)備的使用情況進(jìn)行檢修，此種方式在沒(méi)有冗余設(shè)備設(shè)置的情況下會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)長(zhǎng)時(shí)間的停電，而且在電力設(shè)備退出運(yùn)行過(guò)程中可能給設(shè)備帶來(lái)進(jìn)一步的損傷。在線監(jiān)測(cè)作為現(xiàn)階段電力部門(mén)主要推行的檢修方式，其在設(shè)備正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行檢測(cè)，判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，不需要停電，減少了用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也避免了電力設(shè)備通斷過(guò)程中帶來(lái)的額外磨損。

各種電力設(shè)備作為整個(gè)電力系統(tǒng)的組成部分，每一種電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都可能影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在整個(gè)設(shè)備的使用過(guò)程中，其內(nèi)部或表面難免存在放電、老化、表面吸附、放電產(chǎn)物沉積、真空泄漏、含水量增加、固體溶解、液體溶解、氣體溶解等現(xiàn)象。以開(kāi)關(guān)電器領(lǐng)域?yàn)槔?，真空斷路器滅弧室在出廠時(shí)要求真空度不低于1.33×10^-3Pa，在使用是壓強(qiáng)不低于6.6×10^-2Pa，但是隨著使用年限的增加，內(nèi)部元件工作表面的放氣與吸氣過(guò)程，波紋管及其他密封部分密封性、長(zhǎng)期的擴(kuò)散、晶體材料間的腐蝕、吸氣劑活性的喪失等因素都會(huì)引起滅弧室內(nèi)真空度的降低，現(xiàn)有的真空滅弧室在線監(jiān)測(cè)手段主要是通過(guò)觀察滅弧室屏蔽罩上的顏色變化來(lái)判斷內(nèi)部真空度。又例如氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(簡(jiǎn)稱(chēng)GIS，下文都采用GIS來(lái)表述)內(nèi)部的SF₆斷路器在開(kāi)斷電弧過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部SF₆氣體的分解從而影響SF₆斷路器的使用壽命，一方面產(chǎn)生的氣體分解產(chǎn)物會(huì)與SF₆氣體相互混合，另一方面產(chǎn)生的固體分解產(chǎn)物會(huì)沉積在SF₆斷路器外殼內(nèi)表面?，F(xiàn)階段許多學(xué)者提出了通過(guò)檢測(cè)SF₆分解產(chǎn)物來(lái)判斷SF6斷路器電壽命的方案，但是還沒(méi)有有效的檢測(cè)方式能夠?qū)F₆斷路器內(nèi)部SF₆氣體分解成分和含量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。以上僅作為部分電力設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)困難的例子，但同時(shí)也是急需解決的問(wèn)題，變壓器、絕緣電纜等電力設(shè)備也面臨同樣的問(wèn)題，現(xiàn)有的技術(shù)手段很難針對(duì)上述設(shè)備進(jìn)行行之有效的在線監(jiān)測(cè)，電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)現(xiàn)在已經(jīng)成為各個(gè)電力公司和電力部門(mén)急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本公開(kāi)提出了：

一種電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置，所述裝置包括：

激光器，所述激光器用于產(chǎn)生激光，其中：所述激光用于激發(fā)電力設(shè)備內(nèi)部和/或表面待檢測(cè)的物質(zhì)產(chǎn)生等離子體，所述等離子體能產(chǎn)生光譜信號(hào)；以及

光探測(cè)器，所述光探測(cè)器用于對(duì)所述光譜信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，并對(duì)探測(cè)到的光譜信號(hào)進(jìn)行分析處理，以確定所述物質(zhì)的成分和含量。

優(yōu)選的，所述裝置還包括:

輔助器件，所述輔助器件至少包括一第一聚焦透鏡、一第二聚焦透鏡、光纖；

所述第一聚焦透鏡用于將所述激光器產(chǎn)生的激光聚焦于電力設(shè)備內(nèi)部和/或表面待檢測(cè)的物質(zhì)；

所述第二聚焦透鏡用于將所述等離子體產(chǎn)生的光匯聚到一點(diǎn)；

所述光纖用于將第二聚焦透鏡匯聚的光傳播到光探測(cè)器。