[发明专利]一种基于长光程TDLAS技术的SF6

说明书

本发明涉及一种基于长光程TDLAS技术的SF₆分解物在线监测装置，用于监测GIS设备中的SF₆分解物的浓度，包括：阀组，用于控制所述SF₆分解物在线监测装置中不同位置的气体通路的流通或阻断；TDLAS检测模块，用于检测气体样品内各类气体的浓度；密闭气体缓冲室，用于存放检测后的气体样品，与阀组配合，用于实现气体样品回流至GIS设备；控制板，用于控制阀组和TDLAS检测模块。与现有技术相比，本发明基于TDLAS技术进行SF₆分解物的检测，降低了成本和气路控制系统的复杂度；在红外吸收腔体两端设置锯齿状全反射镜，极大的增加了光程，提高了对于浓度较低的气体的检测精度；当压力达到一定值时，密闭气体缓冲室内的气体自动回到GIS设备，结构简单，实现了自动回气。

技术领域

本发明涉及电力安全领域，尤其是涉及一种基于长光程TDLAS技术的SF₆分解物在线监测装置。

背景技术

近年来，SF₆变电设备的数量逐渐增多，GIS(Gas Insulated Switchgear，气体绝缘金属封闭开关设备)设备被大规模采用。GIS设备属于高电压设备，在生产、运输过程中可能造成其内部绝缘缺陷，在高电压作用下，绝缘缺陷出现局部放电击穿。当GIS气体绝缘设备内部出现较为严重局部放电(Partial Discharge，PD)或局部过热(Partial Over-Thermal，POT)时，设备中的SF₆气体会发生有一定规律的分解。分解生成的低氟化物(SF_x，x＝1、2、3…)再与设备内固有存在的微量H₂O和O₂等反应后进一步生成如SO₂、HF、SO₂F₂、SOF₂、SOF₄和H₂S等特征组分，不仅造成GIS设备绝缘性能降低，还可能引发严重的故障。

现有技术中，常常通过检测SF₆分解后产生的微量特征组分，对设备进行绝缘故障诊断与维护。但是，使用色谱技术进行特征组分检测时，需要载气和色谱柱等易耗品，且检测时间较长，不适于连续的现场检测。非分光红外检测的精度不够，有交叉干扰现象，无法满足GIS内部分解产物气体浓度精确检测的需求。

公开号为CN209372685U的中国实用新型专利公开了一种基于物联网技术的 SF₆分解物分析仪，结合光谱和声波进行测量，光谱传感器与红外光源一一对应，提高了测量精度，但是，该装置没有解决自动取气回气问题，且检测精度仍有待提高。

TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)技术是可调谐二极管激光吸收光谱技术的简称，是吸收光谱技术的一种，可以实现对特定气体浓度的精确测量。与传统吸收光谱技术相比，可调谐二极管激光器可以发出单一频率的窄带激光并通过波长调谐扫描某一气体吸收线，且发出的激光频率对注入激光器电流和工作温度非常敏感。在激光器发出激光波长稳定在气体吸收峰后，可以通过改变注入电流和工作温度，实现电流调谐频率使其扫描过气体吸收谱线，该方法避免了其它背景气体对检测结果造成干扰。通过该方法，待测气体受激吸收使得激光光强发生衰减，对吸收后的光谱信号进行采集和处理，得到含有气体浓度信息的数据，该技术具有抗电磁干扰、检测精度高、可靠性好、环境适应能力强等优点。但是，受设备限值，对于浓度较低的气体，TDLAS技术的检测精度不够理想。

发明内容