[发明专利]一种基于紫外吸收光谱法的SF6分解组分检测设备及方法

说明书

本发明公开了一种基于紫外吸收光谱法的SF6分解组分检测设备及方法，属于SF6分解组分检测技术领域，所述设备包括气体池、紫外光源、紫外光谱仪和电源模块，所述紫外光源和紫外光谱仪分别通过光纤连接于气体池且分别电连接于电源模块，所述气体池分别通过气体管道连接进气口和出气口，所述紫外光源发出的光线能够经过气体池反射后传输至紫外光谱仪中。所述方法采用所述设备进行检测。本发明能实现SF6绝缘设备内部分解组分SO2、CS2、H2S气体的同时检测，根据分解组分的气体浓度对SF6绝缘设备的健康状态进行评估。同时本发明便携性能强，能实现SF6绝缘设备的在线监测与诊断。

技术领域

本发明涉及SF6分解组分检测技术领域，具体为一种基于紫外吸收光谱法的SF6分解组分检测设备及方法。

背景技术

六氟化硫(SF₆)因其优异的绝缘性能和灭弧性能，常用于气体绝缘组合电器(GIS)内部作为气体绝缘介质。但是当GIS内部发生局部放电或局部过热故障时，SF₆气体会与电气设备内部难免存在的微水、微氧等杂质以及固体绝缘材料等发生反应，生成一定的特征产物。研究表明，不同的绝缘故障类型及严重程度下检测到的SF₆分解组分信息(种类、浓度、生成规律以及组分比例等)都存在一定的差异。因此，在SF₆气体绝缘设备的在线监测和故障诊断工作中，对SF₆分解组分的检测有着重大意义和工程应用价值。

目前用于SF₆特征分解组分检测的方法主要有检测管法、气相色谱法、紫外红外光谱法等。其中检测管法的稳定性容易受到环境温度湿度的影响，抗干扰的性较差；气相色谱法检测精度高，但测量时间长，操作复杂并不适用于SF₆分解组分的在线检测；红外光谱法易受温度、水含量的影响。紫外光谱法设备高度集成化与便携化，方便在变电站、开关站等不同环境下完成检测，不会受到温度、湿度、电磁干扰等环境因素的影响，检测速度快，灵敏度高。因此紫外光谱法是目前便携式测量SF₆分解组分的首选，有巨大的市场潜力。

现有基于紫外光谱法的SF₆分解组分检测装置，例如2016年10月12日公布号为CN106018310A的“一种基于紫外光谱法的气体组分检测方法和装置”，其公开的装置与方法包括紫外光源、气体吸收池、光谱仪、数据处理装置等该装置能实现SF₆分解组分的高精度检测，但该装置无法进行SF₆分解组分的便携式检测。

现有基于紫外吸收光谱法的便携式SF₆分解组分检测装置，例如2019年5月10日公布号为CN208847650U的“基于紫外差分光谱原理的便携式气体检测设备”，其公开的装置分为检测、控制、交互三层结构，装置包括紫外光源、气体吸收池、光谱仪、电磁阀、真空泵、驱动电路等，该装置主要存在以下缺点：

第一、该装置三层结构较为复杂，检测时需要外接计算机对数据进行分析及显示。检测设备与显示部分分离，设备整体便携性不强。

第二、该设备内部固定了相关电路及光纤，但并未设计专用光纤固定支架，在设备搬运或振动过程容易导致光纤接头位置的偏离，严重时将导致检测精度的明显下降。在现场检测时抗干扰能力弱。

第三、该设备完成一次检测需要多次使用真空泵对气体池进行抽空处理，完成一次检测的过程复杂。

为实现SF₆分解组分的在线检测，对于装置的便携性提出了极高的要求，需要对设备内部各器件合理布局，同时保证检测的精确性。

发明内容

有鉴于背景技术中上述缺陷，本发明提供一种基于紫外吸收光谱法的SF6分解组分检测设备及方法以解决背景技术中的问题之一。