[实用新型]一种C4F7N浓度与放电微量组分的红外检测装置

说明书

本实用新型专利公开了一种C₄F₇N浓度与放电微量组分的红外检测装置，包括：傅里叶变换红外光谱仪以及废气瓶，废气瓶连接有真空泵，所述真空泵连接有第二开关阀，第二开关阀远离真空泵的一端连接有傅里叶变换红外光谱仪，傅里叶变换红外光谱仪另一端与PC机相连，傅里叶变换红外光谱仪靠近第二开关阀的一端连接有压力传感器，压力传感器连接有第一开关阀，第一开关阀的远离压力传感器的一端连接有采气袋，采气袋远离第一开关阀的一端连接有配气仪，配气仪分别连接有C₄F₇N气瓶、二氧化碳气瓶以及组分气瓶，傅里叶变换红外光谱仪包括能有效检测浓度与组分的长光程气体池，能够准确的对C₄F₇N放电微量组分进行定性分析。

技术领域

本实用新型专利涉及气体红外光谱分析技术领域，更具体地说，涉及一种 C₄F₇N浓度与放电微量组分的红外检测装置。

背景技术

尽管SF₆气体作为绝缘和灭弧介质在110kV及以上电压等级的系统中占绝对主导地位，但由于SF₆气体极强的温室效应，在1997年的全球变暖《京都议定书》中已被列入受限制的6种温室气体之一。此外，2016年的《巴黎协定》中也明确要求在本世纪下半叶实现温室气体净零排放。因此，多年来人们从未间断过SF₆替代气体方面的探索。SF₆替代气体的研究已取得了一些积极成果，如含少量SF₆气体的SF₆-N₂混合气体已成功应用于气体绝缘变压器和气体绝缘管道等设备中，同时还研究了其他SF₆混合气体、干燥空气等途径。近年来，ABB、东芝等大型电力设备公司相继宣布了其研制的以纯CO₂为介质的高压气体断路器样机，但由于其绝缘强度较低，一般需要提高充气压力，近期韩国现代重工、东芝公司等的研究者们尝试采用气–固复合绝缘技术来提升绝缘特性和实现设备的小型化。此外，为了适应俄罗斯西伯利亚、加拿大西部、我国东北等高寒地区的环境条件，一种以摩尔分数50％SF6-50％CF4为介质，充气压力0.7MPa的115 kV等级高压断路器在加拿大马尼托巴省成功试运行。然而，这些方案在综合性能上仍距纯SF₆气体有较大差距，或无法完全替代SF₆气体。

目前3M公司研发的环保型绝缘介质C₄F₇N液化温度较高，需与CO₂或N₂混合，以降低其液化温度。Kieffel Yannick等人对C₄F₇N/CO₂气体(green gas for grid，以下简称g3)的GWP值(全球变暖值)，液化温度，绝缘强度开展了研究。研究结果表明，含4％、6％和10％C₄F₇N的g3气体GWP值分别为327、462和690，GWP值相对SF₆而言减少了98％。含量为4％，6％和10％C4F7N的g3液化温度为-30℃，-25℃，-10℃。在145kV GIS上使用含0％～20％C₄F₇N的g3混合气体，发现18％～20％的C₄F₇N混合气体，绝缘强度与SF₆相当。Silvant S等人通过在420kV GIL和145kV GIS开展实验，研究了g3混合气体的蒸汽压和临界电场强度,证明了g3混合气体作为绝缘和灭弧介质在技术上是可行的。