[發明專利]SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置及監測方法

在審

• 申請號: 201710785771.X
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107796784A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 李程啟;白德盟;陳玉峰;楊祎;林穎;徐冉;秦佳峰;李露露
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01R31/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

1.一種SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置，其特征在于，包括：

激光器，其用于輸出任一指定波長的激光信號；當前指定波長的激光信號經分光鏡分成兩路激光信號，其中，第一路激光信號傳送至與標準氣體參考室并輸出參考光信號，標準氣體參考室內存儲有標準氣體，標準氣體參考室內存儲有SF6標準氣體；第二路激光信號傳送至儲氣池并輸出測量光信號，儲氣池內存儲含有SF6標準氣體的待測混合氣體；所述參考光信號和測量光信號分別經相應光強傳感器和信號調理模塊均傳送至微處理器；所述微處理器被配置為：

在儲氣池內的溫度及壓力恒定不變的條件下，根據吸光度等于入射光強與透射光強比值的常對數的關系，分別計算出標準氣體的吸光度A_標和待測混合氣體的總吸光度A_總，進而根據A_總與A_標作差，得到待測混合氣體中與當前指定波長相等的氣體成分的吸光度A₁；

再利用吸光度等于吸光系數、氣體厚度與氣體濃度三者的乘積，進而得到待測混合氣體中與當前指定波長相等的氣體成分的濃度，最終得到待測混合氣體中所有氣體成分及濃度。

2.如權利要求1所述的SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置，其特征在于，所述儲氣池內設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與微處理器相連。

3.如權利要求2所述的SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置，其特征在于，所述溫度傳感器通過總線與微處理器相連。

4.如權利要求1所述的SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置，其特征在于，所述儲氣池內設置有氣體壓力傳感器，所述氣體壓力傳感器與微處理器相連。

5.如權利要求4所述的SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置，其特征在于，所述氣體壓力傳感器通過總線與微處理器相連。

6.如權利要求1所述的SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置，其特征在于，經分光鏡分成的兩路激光信號分別通過相應準直鏡對應傳送至標準氣體參考室和儲氣池。

7.如權利要求6所述的SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置，其特征在于，儲氣池通過真空泵與備用儲氣池相連通，備用儲氣池與SF6絕緣高壓電氣設備的補氣口相連通。

8.如權利要求6所述的SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置，其特征在于，儲氣池通過第一電動閥門與SF6絕緣高壓電氣設備的補氣口相連通，第一電動閥門與微處理器相連。

9.如權利要求7所述的SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置，其特征在于，備用儲氣池通過第二電動閥門與SF6絕緣高壓電氣設備的補氣口相連通，第二電動閥門與微處理器相連。

10.一種基于如權利要求1所述的SF6絕緣高壓電氣設備氣體成分在線監測裝置的監測方法，其特征在于，包括：

步驟1：激光器輸出任一指定波長的激光信號，當前指定波長的激光信號經分光鏡分成兩路激光信號，其中，第一路激光信號傳送至與標準氣體參考室并輸出參考光信號，標準氣體參考室內存儲有SF6標準氣體；第二路激光信號傳送至儲氣池并輸出測量光信號，儲氣池內存儲含有SF6標準氣體的待測混合氣體；

步驟2：參考光信號和測量光信號分別經相應光強傳感器和信號調理模塊均傳送至微處理器；

步驟3：微處理器對接收到的參考光信號和測量光信號進行處理，其處理包括：

步驟3.1：在儲氣池內的溫度及壓力恒定不變的條件下，根據吸光度等于入射光強與透射光強比值的常對數的關系，分別計算出標準氣體的吸光度A_標和待測混合氣體的總吸光度A_總，進而根據A_總與A_標作差，得到待測混合氣體中與當前指定波長相等的氣體成分的吸光度A₁；

步驟3.2：再利用吸光度等于吸光系數、氣體厚度與氣體濃度三者的乘積，進而得到待測混合氣體中與當前指定波長相等的氣體成分的濃度，最終得到待測混合氣體中所有氣體成分及濃度。

11.如權利要求10所述的監測方法，其特征在于，該方法還包括：在儲氣池內設置溫度傳感器，溫度傳感器實時檢測儲氣池內的溫度并傳送至微處理器。