[发明专利]一种氟化氢气体检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种六氟化硫(SF6)电气设备中特征气体组分检测领域，尤其涉及一种氟化氢气体检测装置。本发明还涉及采用该检测装置测氟化氢气体的方法。

背景技术

自上世纪70年代以来，以六氟化硫（SF6）气体作为绝缘介质的电气设备已成为电力系统的主要设备，有效地提高了电力生产运行的安全经济性。GIS（气体绝缘开关设备）就是一种以SF6作为绝缘介质的组合电气设备。

由于设计、工艺、材质、安装或维护方面的不足，GIS设备内部可能存在绝缘缺陷，给电力安全生产造成很大隐患。如何尽早发现SF6电气设备中潜在的缺陷或故障从而降低安全风险一直是电力从业人员的重点研究课题之一。现有研究表明，通过检测SO₂、SO₂F₂、HF、CF₄等特征气体组分可对设备内部缺陷或故障进行有效诊断，因为SF6电气设备在发热、融解时会产生下述化学反应：

2SF₆＋6H₂O→2SO₂＋12HF＋O₂

在拉弧、连续拉弧时会产生下述化学反应：

        SF₆＋C_U→SF₄＋C_UF₂

        SF₄＋H₂O→SOF₂＋2HF

        SOF₂＋H₂O→SO₂＋2HF

在众多特征气体中，氟化氢HF气体往往最早出现，且产生量最大，是一种可供选择的重要特征气体。但由于HF气体非常活泼，极易被设备内部的吸附剂吸附或与设备内壁等材料发生反应，造成浓度快速降低，给其准确检测带来很大难度。因此，提供一种HF气体在线检测装置和方法，对HF进行实时、快速、准确地检测，成为目前亟需解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种氟化氢气体检测装置。该装置可对GIS设备内部的气体的测量灵敏度高，取样量少，不会影响GIS设备内部SF₆的量。

本发明的目的之二在于提供采用上述装置定量检测氟化氢气体的方法。

本发明的第一个目的通过以下技术方案来实现：一种氟化氢气体检测装置，包括检测系统和中央处理系统，所述检测系统包括采样装置以及与中央处理系统连接的F离子测量器，所述采样装置包括进气管道、进样阀、流量计、氟离子吸收器和吸收液供给装置，所述氟离子吸收器具有容纳气体和吸收液的吸收腔室的壳体、设置在壳体底部的进气口和出液口、以及用于检测吸收腔室内压力变化的压力传感器，所述进气管道与壳体的进气口连接，所述进样阀和流量计依次设置在进气管道上，所述吸收液供给装置的出液端于壳体顶部与氟离子吸收室连通，在检测时向氟离子吸收室内提供定量吸收液，所述F离子测量器包括水槽和氟离子选择电极，所述氟离子吸收室的出液口伸入水槽内，用于将含有氟离子的吸收液排至水槽中，而所述氟离子选择电极与中央处理系统连接，打开进样阀向氟离子吸收器通入定量的气体，至压力传感器稳定后，将吸收液排至水槽，氟离子选择电极检测溶液中的氟离子浓度，并将检测信息传送至中央处理系统进行处理，获得单位气体体积中HF气体含量，最终获得GIS设备内部的气体HF气体含量。

本发明所述吸收液供给装置包括吸收液储液箱、计量泵和吸收腔室内的喷头，所述的吸收液储液箱的出液口通过管道和计量泵与吸收腔室内的喷头连接，计量泵将定量的吸收液送入壳体的吸收腔室内，经喷头喷洒与气体充分接触，吸收其中的HF气体。 

所述氟离子吸收器还包括吸收液循环喷洒装置，该吸收液循环喷洒装置包括设置在壳体外的循环泵和设置在壳体的吸收腔室内顶部的喷头，所述循环泵的进液端通过管道与壳体的吸收腔室的底部连通，所述循环泵的出液端通过管道与喷头连接，用于将壳体的吸收腔室内的吸收液循环送至顶部喷洒以充分吸收气体中的HF气体。

本发明还包括减压阀和节流阀，所述减压阀、进样阀、节流阀和流量计按气体流动方向依次安装在进气管道上。

本发明所述水槽底部设有排水口，排水口上设有排水电磁阀。

本发明还包括废水收集器，所述水槽的排水口与废水收集器连接，收集从水槽排出的废水。

本发明的第二个目的是通过以下技术方案实现：一种采用上述装置定量检测氟化氢气体的方法，包括以下步骤：