[发明专利]一种基于TDLAS的SF6电气设备运行状态检测装置

说明书

一种基于TDLAS的SF6电气设备运行状态检测装置，该装置利用多通道阵列激光器可以输出多个不同中心波长的激光，使输出的激光中心波长范围覆盖SF6电气设备内部气体分解产物H₂S、CO，以及内部H₂O的气体吸收谱线，结合TDLAS技术，实现对H₂S、CO、H₂O气体浓度的检测，对检测结果进行分析处理与显示，并预留外部通信接口，检测数据可共享至变电站保护监测设备，作为SF6电气设备运行、检修、维护的重要判断依据；该检测装置便携可靠、通用性强、检测精确，能够克服现有SF6电气设备运行状态检测技术的不足。

技术领域

本发明属于电气设备现场检测技术领域，具体涉及一种基于TDLAS技术的SF6电气设备运行状态检测装置。

背景技术

SF6断路器和GIS(高压气体绝缘成套电站)设备等气体绝缘开关设备早已广泛应用在110KV及以上电压等级的电网中，作为确保电网安全运行的关键输变电设备，SF6电气设备的状态检测及其判断显的尤为重要。现场运行表明SF6电气设备内部分解产物检测方法是气体绝缘开关设备带电检测的重要手段。同时现场设备运行工况复杂、SF6电气设备中的分解产物气体浓度受影响因素较多。而SF6电气设备中的分解产物中的部分气体浓度值，如SO₂、H₂S、CO等气体，可作为设备运行状态判断的重要参考依据。在现有统计分析结果中已经表明，正常运行设备均没有检测到SO₂、H₂S气体组分，且50％以上的设备检测的CO组分不超过20uL/L。同时在SF6电气设备中检测H₂O含量尤为重要，SF6气体含H₂O量比较高时，极易在绝缘材料表面结露，导致设备绝缘能力下降，严重时会发生闪络击穿等事故，H₂O含量过高也会导致一系列连锁反应，加速设备内部腐蚀。因此有必要设计出针对运行中的SF6电气设备运行状态检测的可靠便携装置。

同时在现有气体浓度检测领域，基于TDLAS(即可调谐半导体激光吸收光谱技术)已实现对特定气体浓度的精确测量，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，在目前利用该技术进行气体浓度检测的系统中，只能针对单一气体进行精确浓度检测，在同一装置不能完成具有相近吸收峰的不同气体浓度检测，装置适用范围较小，并且多点布设，成本较高。同时，系统模块集成度较低，对气体浓度检测系统所需检测控制平台、激光器、气室、分析与显示平台没有集成。

因此，针对SF6电气设备内部分解产物气体浓度检测需求，需要一种能够通过同一检测装置对多种不同气体浓度进行检测，同时装置集成度高，造价低的多气体检浓度测装置。

发明内容

本发明针对现有SF6电气设备内部分解产物气体浓度检测技术状况，提供一种基于TDLAS的SF6电气设备运行状态检测装置。

本发明可解决现有气体浓度检测装置检测气体种类单一，在对多种气体检测状况下多点布设，成本高昂，检测装置集成度低，难以满足SF6电气设备内部分解产物多种气体浓度精确检测的需求等问题。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于TDLAS的SF6电气设备运行状态检测装置，包括通信模块、控制与显示模块、通道选择模块、多通道阵列激光器、光功率放大器(SOA)、气室、光功率探测器(PD)以及分析与解调模块，其特征在于：

所述气室的输入端与SF6电气设备取气口相连，将SF6电气设备的气体样品输入所述气室；

所述控制与显示模块的输出端与通道选择模块的输入端连接，控制所述通道选择模块根据需要检测出的不同气体选择与切换所述多通道阵列激光器中预设的不同中心波长通道；

所述多通道阵列激光器的输入端与所述通道选择模块的输出端连接，通过所述通道选择模块的控制，输出对应中心波长的激光信号；